Как выглядит кристалл в процессоре
Перейти к содержимому

Как выглядит кристалл в процессоре

  • автор:

Изучаем кристалл ввода-вывода процессоров AMD Ryzen 7000

Несмотря на то, что процессоры AMD Ryzen 7000 были выпущены еще в прошлом году, компания не слишком торопится делиться более детальными подробностями относительно их строения. Например, она только сейчас решила показать, как именно выглядит кристалл ввода-вывода изнутри, а также озвучить некоторые его характеристики.

Современный кристалл ввода-вывода в настольных процессорах AMD Ryzen 7000, изготавливающийся по 6-нм технологическому процессу TSMC, получил площадь 12.4 x 9.5 мм, на которой разместилось около 3.37 миллиардов транзисторов. Внутри него расположились два интерфейса GMI3, необходимых для подключения вычислительных чиплетов, то есть больше двух CCD подключить не получится, чего нельзя сказать про серверный кристалл ввода-вывода, способный работать с 12 чиплетами.

Также у клиентского IOD присутствует четыре 40-битных интерфейса оперативной памяти DDR5, разделенных на два блока. По сути, каждый из них может работать с регистровыми модулями памяти, пользующимися популярностью в серверах и рабочих станциях, однако AMD не запрещает использовать такую память в домашних компьютерах, поэтому реализация зависит лишь от производителя материнской платы

Как можно заметить, добавление даже столь простой интегрированной графики потребовало значительного количества площади кристалла. Точные значения не указываются, но два вычислительных блока AMD RDNA 2 занимают более трети всей площади. С другой стороны, даже с ней кристалл оказался меньше кристалла в процессорах прошлых поколений, так как изготавливается по более тонкому техпроцессу.

От песка до процессора

Сложно в это поверить, но современный процессор является самым сложным готовым продуктом на Земле – а ведь, казалось бы, чего сложного в этом куске железа?

image

Как и обещал – подробный рассказ о том, как делают процессоры… начиная с песка. Все, что вы хотели знать, но боялись спросить )

Я уже рассказывал о том, «Где производят процессоры» и о том, какие «Трудности производства» на этом пути стоят. Сегодня речь пойдет непосредственно про само производство – «от и до».

Производство процессоров

Когда фабрика для производства процессоров по новой технологии построена, у нее есть 4 года на то, чтобы окупить вложенные средства (более $5млрд) и принести прибыль. Из несложных секретных расчетов получается, что фабрика должна производить не менее 100 работающих пластин в час.

Вкратце процесс изготовления процессора выглядит так: из расплавленного кремния на специальном оборудовании выращивают монокристалл цилиндрической формы. Получившийся слиток охлаждают и режут на «блины», поверхность которых тщательно выравнивают и полируют до зеркального блеска. Затем в «чистых комнатах» полупроводниковых заводов на кремниевых пластинах методами фотолитографии и травления создаются интегральные схемы. После повторной очистки пластин, специалисты лаборатории под микроскопом производят выборочное тестирование процессоров – если все «ОК», то готовые пластины разрезают на отдельные процессоры, которые позже заключают в корпуса.

Уроки химии

Давайте рассмотрим весь процесс более подробно. Содержание кремния в земной коре составляет порядка 25-30% по массе, благодаря чему по распространённости этот элемент занимает второе место после кислорода. Песок, особенно кварцевый, имеет высокий процент содержания кремния в виде диоксида кремния (SiO2) и в начале производственного процесса является базовым компонентом для создания полупроводников.

image

Первоначально берется SiO2 в виде песка, который в дуговых печах (при температуре около 1800°C) восстанавливают коксом:

SiO2 + 2C = Si + 2CO

Такой кремний носит название «технический» и имеет чистоту 98-99.9%. Для производства процессоров требуется гораздо более чистое сырье, называемое «электронным кремнием» — в таком должно быть не более одного чужеродного атома на миллиард атомов кремния. Для очистки до такого уровня, кремний буквально «рождается заново». Путем хлорирования технического кремния получают тетрахлорид кремния (SiCl4), который в дальнейшем преобразуется в трихлорсилан (SiHCl3):

3SiCl4 + 2H2 + Si ↔ 4SiHCl3

Данные реакции с использованием рецикла образующихся побочных кремнийсодержащих веществ снижают себестоимость и устраняют экологические проблемы:

2SiHCl3 ↔ SiH2Cl2 + SiCl4
2SiH2Cl2 ↔ SiH3Cl + SiHCl3
2SiH3Cl ↔ SiH4 + SiH2Cl2
SiH4 ↔ Si + 2H2

Получившийся в результате водород можно много где использовать, но самое главное то, что был получен «электронный» кремний, чистый-пречистый (99,9999999%). Чуть позже в расплав такого кремния опускается затравка («точка роста»), которая постепенно вытягивается из тигля. В результате образуется так называемая «буля» — монокристалл высотой со взрослого человека. Вес соответствующий — на производстве такая дуля весит порядка 100 кг.

image

Слиток шкурят «нулёвкой» 🙂 и режут алмазной пилой. На выходе – пластины (кодовое название «вафля») толщиной около 1 мм и диаметром 300 мм (~12 дюймов; именно такие используются для техпроцесса в 32нм с технологией HKMG, High-K/Metal Gate). Когда-то давно Intel использовала диски диаметром 50мм (2″), а в ближайшем будущем уже планируется переход на пластины с диаметром в 450мм – это оправдано как минимум с точки зрения снижения затрат на производство чипов. К слову об экономии — все эти кристаллы выращиваются вне Intel; для процессорного производства они закупаются в другом месте.

Каждую пластину полируют, делают идеально ровной, доводя ее поверхность до зеркального блеска.

image

Производство чипов состоит более чем из трёх сотен операций, в результате которых более 20 слоёв образуют сложную трёхмерную структуру – доступный на Хабре объем статьи не позволит рассказать вкратце даже о половине из этого списка 🙂 Поэтому совсем коротко и лишь о самых важных этапах.

Итак. В отшлифованные кремниевые пластины необходимо перенести структуру будущего процессора, то есть внедрить в определенные участки кремниевой пластины примеси, которые в итоге и образуют транзисторы. Как это сделать? Вообще, нанесение различных слоев на процессорную подложу это целая наука, ведь даже в теории такой процесс непрост (не говоря уже о практике, с учетом масштабов)… но ведь так приятно разобраться в сложном 😉 Ну или хотя бы попытаться разобраться.

Фотолитография

Проблема решается с помощью технологии фотолитографии — процесса избирательного травления поверхностного слоя с использованием защитного фотошаблона. Технология построена по принципу «свет-шаблон-фоторезист» и проходит следующим образом:

— На кремниевую подложку наносят слой материала, из которого нужно сформировать рисунок. На него наносится фоторезист — слой полимерного светочувствительного материала, меняющего свои физико-химические свойства при облучении светом.
— Производится экспонирование (освещение фотослоя в течение точно установленного промежутка времени) через фотошаблон
— Удаление отработанного фоторезиста.

Нужная структура рисуется на фотошаблоне — как правило, это пластинка из оптического стекла, на которую фотографическим способом нанесены непрозрачные области. Каждый такой шаблон содержит один из слоев будущего процессора, поэтому он должен быть очень точным и практичным.

image

Иной раз осаждать те или иные материалы в нужных местах пластины просто невозможно, поэтому гораздо проще нанести материал сразу на всю поверхность, убрав лишнее из тех мест, где он не нужен — на изображении выше синим цветом показано нанесение фоторезиста.

Пластина облучается потоком ионов (положительно или отрицательно заряженных атомов), которые в заданных местах проникают под поверхность пластины и изменяют проводящие свойства кремния (зеленые участки — это внедренные чужеродные атомы).

Как изолировать области, не требующие последующей обработки? Перед литографией на поверхность кремниевой пластины (при высокой температуре в специальной камере) наносится защитная пленка диэлектрика – как я уже рассказывал, вместо традиционного диоксида кремния компания Intel стала использовать High-K-диэлектрик. Он толще диоксида кремния, но в то же время у него те же емкостные свойства. Более того, в связи с увеличением толщины уменьшен ток утечки через диэлектрик, а как следствие – стало возможным получать более энергоэффективные процессоры. В общем, тут гораздо сложнее обеспечить равномерность этой пленки по всей поверхности пластины — в связи с этим на производстве применяется высокоточный температурный контроль.

image

Так вот. В тех местах, которые будут обрабатываться примесями, защитная пленка не нужна – её аккуратно снимают при помощи травления (удаления областей слоя для формирования многослойной структуры с определенными свойствами). А как снять ее не везде, а только в нужных областях? Для этого поверх пленки необходимо нанести еще один слой фоторезиста – за счет центробежной силы вращающейся пластины, он наносится очень тонким слоем.

image

В фотографии свет проходил через негативную пленку, падал на поверхность фотобумаги и менял ее химические свойства. В фотолитографии принцип схожий: свет пропускается через фотошаблон на фоторезист, и в тех местах, где он прошел через маску, отдельные участки фоторезиста меняют свойства. Через маски пропускается световое излучение, которое фокусируется на подложке. Для точной фокусировки необходима специальная система линз или зеркал, способная не просто уменьшить, изображение, вырезанное на маске, до размеров чипа, но и точно спроецировать его на заготовке. Напечатанные пластины, как правило, в четыре раза меньше, чем сами маски.

image

Весь отработанный фоторезист (изменивший свою растворимость под действием облучения) удаляется специальным химическим раствором – вместе с ним растворяется и часть подложки под засвеченным фоторезистом. Часть подложки, которая была закрыта от света маской, не растворится. Она образует проводник или будущий активный элемент – результатом такого подхода становятся различные картины замыканий на каждом слое микропроцессора.

image

Собственно говоря, все предыдущие шаги были нужны для того, чтобы создать в необходимых местах полупроводниковые структуры путем внедрения донорной (n-типа) или акцепторной (p-типа) примеси. Допустим, нам нужно сделать в кремнии область концентрации носителей p-типа, то есть зону дырочной проводимости. Для этого пластину обрабатывают с помощью устройства, которое называется имплантер — ионы бора с огромной энергией выстреливаются из высоковольтного ускорителя и равномерно распределяются в незащищенных зонах, образованных при фотолитографии.

image

Там, где диэлектрик был убран, ионы проникают в слой незащищенного кремния – в противном случае они «застревают» в диэлектрике. После очередного процесса травления убираются остатки диэлектрика, а на пластине остаются зоны, в которых локально есть бор. Понятно, что у современных процессоров может быть несколько таких слоев — в таком случае на получившемся рисунке снова выращивается слой диэлектрика и далее все идет по протоптанной дорожке — еще один слой фоторезиста, процесс фотолитографии (уже по новой маске), травление, имплантация… ну вы поняли.

Характерный размер транзистора сейчас — 32 нм, а длина волны, которой обрабатывается кремний — это даже не обычный свет, а специальный ультрафиолетовый эксимерный лазер — 193 нм. Однако законы оптики не позволяют разрешить два объекта, находящиеся на расстоянии меньше, чем половина длины волны. Происходит это из-за дифракции света. Как быть? Применять различные ухищрения — например, кроме упомянутых эксимерных лазеров, светящих далеко в ультрафиолетовом спектре, в современной фотолитографии используется многослойная отражающая оптика с использованием специальных масок и специальный процесс иммерсионной (погружной) фотолитографии.

image

Логические элементы, которые образовались в процессе фотолитографии, должны быть соединены друг с другом. Для этого пластины помещают в раствор сульфата меди, в котором под действием электрического тока атомы металла «оседают» в оставшихся «проходах» — в результате этого гальванического процесса образуются проводящие области, создающие соединения между отдельными частями процессорной «логики». Излишки проводящего покрытия убираются полировкой.

image

Финишная прямая

Ура – самое сложное позади. Осталось хитрым способом соединить «остатки» транзисторов — принцип и последовательность всех этих соединений (шин) и называется процессорной архитектурой. Для каждого процессора эти соединения различны – хоть схемы и кажутся абсолютно плоскими, в некоторых случаях может использоваться до 30 уровней таких «проводов». Отдаленно (при очень большом увеличении) все это похоже на футуристическую дорожную развязку – и ведь кто-то же эти клубки проектирует!

image

Когда обработка пластин завершена, пластины передаются из производства в монтажно-испытательный цех. Там кристаллы проходят первые испытания, и те, которые проходят тест (а это подавляющее большинство), вырезаются из подложки специальным устройством.

image

На следующем этапе процессор упаковывается в подложку (на рисунке – процессор Intel Core i5, состоящий из CPU и чипа HD-графики).

image

Привет, сокет!

Подложка, кристалл и теплораспределительная крышка соединяются вместе – именно этот продукт мы будем иметь ввиду, говоря слово «процессор». Зеленая подложка создает электрический и механический интерфейс (для электрического соединения кремниевой микросхемы с корпусом используется золото), благодаря которому станет возможным установка процессора в сокет материнской платы – по сути, это просто площадка, на которой разведены контакты от маленького чипа. Теплораспределительная крышка является термоинтерфейсом, охлаждающим процессор во время работы – именно к этой крышке будут примыкать система охлаждения, будь то радиатор кулера или здоровый водоблок.

image

image

Сокет (разъём центрального процессора) — гнездовой или щелевой разъём, предназначенный для установки центрального процессора. Использование разъёма вместо прямого распаивания процессора на материнской плате упрощает замену процессора для модернизации или ремонта компьютера. Разъём может быть предназначен для установки собственно процессора или CPU-карты (например, в Pegasos). Каждый разъём допускает установку только определённого типа процессора или CPU-карты.

image

На завершающем этапе производства готовые процессоры проходят финальные испытания на предмет соответствия основным характеристикам – если все в порядке, то процессоры сортируются в нужном порядке в специальные лотки – в таком виде процессоры уйдут производителям или поступят в OEM-продажу. Еще какая-то партия пойдет на продажу в виде BOX-версий – в красивой коробке вместе со стоковой системой охлаждения.

image

The end

Теперь представьте себе, что компания анонсирует, например, 20 новых процессоров. Все они различны между собой – количество ядер, объемы кэша, поддерживаемые технологии… В каждой модели процессора используется определенное количество транзисторов (исчисляемое миллионами и даже миллиардами), свой принцип соединения элементов… И все это надо спроектировать и создать/автоматизировать – шаблоны, линзы, литографии, сотни параметров для каждого процесса, тестирование… И все это должно работать круглосуточно, сразу на нескольких фабриках… В результате чего должны появляться устройства, не имеющие права на ошибку в работе… А стоимость этих технологических шедевров должна быть в рамках приличия… Почти уверен в том, что вы, как и я, тоже не можете представить себе всего объема проделываемой работы, о которой я и постарался сегодня рассказать.

Ну и еще кое-что более удивительное. Представьте, что вы без пяти минут великий ученый — аккуратно сняли теплораспределительную крышку процессора и в огромный микроскоп смогли увидеть структуру процессора – все эти соединения, транзисторы… даже что-то на бумажке зарисовали, чтобы не забыть. Как думаете, легко ли изучить принципы работы процессора, располагая только этими данными и данными о том, какие задачи с помощью этого процессора можно решать? Мне кажется, примерно такая картина сейчас видна ученым, которые пытаются на подобном уровне изучить работу человеческого мозга. Только если верить стэнфордским микробиологам, в одном человеческом мозге находится больше «транзисторов», чем во всей мировой IT-инфраструктуре. Интересно, правда?

imageBONUS

Хватило сил дочитать до этого абзаца? ) Поздравляю – приятно, что я постарался не зря. Тогда предлагаю откинуться на спинку кресла и посмотреть всё описанное выше, но в виде более наглядного видеоролика – без него статья была бы не полной.

Эту статью я писал сам, пытаясь вникнуть в тонкости процесса процессоростроения. Я к тому, что в статье могут быть какие-то неточности или ошибки — если найдете что-то, дайте знать. А вообще, чтобы окончательно закрепить весь прочитанный материал и наглядно понять то, что было недопонято в моей статье, пройдите по этой ссылке. Теперь точно всё.

Ну вот. вы только что сломали мою любимую кнопку для введения в заблуждение. С пятницей! :)

Успехов!

  • Блог компании Intel
  • Производство и разработка электроники
  • Научно-популярное
  • Процессоры

Как на самом деле производят процессоры

Чтобы создать сверхмощный процессор, достаточно простого.

Песок. В наших компьютерах в буквальном смысле песок, вернее — составляющий его кремний. Это основной элемент, благодаря которому в компьютерах всё работает. А вот как из песка получаются компьютеры.

Что такое процессор

Процессор — это небольшой чип внутри вашего компьютера или телефона, который производит все вычисления. Об основе вычислений мы уже писали — это транзисторы, которые собраны в сумматоры и другие функциональные блоки.

Если очень упрощённо — это сложная система кранов и труб, только вместо воды по ним течёт ток. Если правильным образом соединить эти трубы и краны, ток будет течь полезным для человека образом и получатся вычисления: сначала суммы, потом из сумм можно получить более сложные математические операции, потом числами можно закодировать текст, цвет, пиксели, графику, звук, 3D, игры, нейросети и что угодно ещё.

Кремний

Почти все процессоры, которые производятся в мире, делаются на кремниевой основе. Это связано с тем, что у кремния подходящая внутренняя атомная структура, которая позволяет делать микросхемы и процессоры практически любой конфигурации.

Самый доступный источник кремния — песок. Но кремний, который получается из песка, на самом первом этапе недостаточно чистый: в нём есть 0,5% примесей. Может показаться, что чистота 99,5% — это круто, но для процессоров нужна чистота уровня 99,9999999%. Такой кремний называется электронным, и его можно получить после цепочки определённых химических реакций.

Когда цепочка заканчивается и остаётся только чистый кремний, можно начинать выращивать кристалл.

Кристалл и подложка

Кристаллы — это такие твёрдые тела, в которых атомы и молекулы вещества находятся в строгом порядке. Проще говоря, атомы в кристалле расположены предсказуемым образом в любой точке. Это позволяет точно понимать, как будет вести себя это вещество при любом воздействии на него. Именно это свойство кристаллической решётки используют на производстве процессоров.

Самые распространённые кристаллы — соль, драгоценные камни, лёд и графит в карандаше.

Большой кристалл можно получить, если кремний расплавить, а затем опустить туда заранее подготовленный маленький кристалл. Он сформирует вокруг себя новый слой кристаллической решётки, получившийся слой сделает то же самое, и в результате мы получим один большой кристалл. На производстве он весит под сотню килограмм, но при этом очень хрупкий.

После того, как кристалл готов, его нарезают специальной пилой на диски толщиной в миллиметр. При этом диаметр такого диска получается около 30 сантиметров — на нём будет создаваться сразу несколько десятков процессоров.

Каждую такую пластинку тщательно шлифуют, чтобы поверхность получилась идеально ровной. Если будут зазубрины или шероховатости, то на следующих этапах диск забракуют.

Печатаем транзисторы

Когда диски отполированы, на них можно формировать процессоры. Процесс очень похож на то, как раньше печатали чёрно-белые фотографии: брали плёнку, светили сверху лампой, а снизу клали фотобумагу. Там, куда попадал свет, бумага становилось тёмной, а те места, которые закрыло чёрное изображение на плёнке, оставались белыми.

С транзисторами всё то же самое: на диск наносят специальный слой, который при попадании света реагирует с молекулами диска и изменяет его свойства. После такого облучения в этих местах диск начинает проводить ток чуть иначе — сильнее или слабее.

Чтобы так поменять только нужные участки, на пути света помещают фильтр — прямо как плёнку в фотопечати, — который закрывает те места, где менять ничего не надо.

Потом получившийся слой покрывают тонким слоем диэлектрика — это вещество, которое не проводит ток, типа изоленты. Это нужно, чтобы слои процессора не взаимодействовали друг с другом. Процесс повторяется несколько десятков раз. В результате получаются миллионы мельчайших транзисторов, которые теперь нужно соединить между собой.

Соединяем всё вместе

То, как соединяются между собой транзисторы в процессоре, называется процессорной архитектурой. У каждого поколения и модификации процессоров своя архитектура. Все производители держат в секрете тонкости архитектуры, потому что от этого может зависеть скорость работы или стоимость производства.

Так как транзисторов много, а связей между ними нужно сделать немало, то поступают так: наносят токопроводящий слой, ставят фильтр и закрепляют проводники в нужном месте. Потом слой диэлектрика и снова токопроводящий слой. В результате выходит бутерброд из проводников, которые друг другу не мешают, а транзисторы получают нужные соединения.

В чём сложность

Современные процессоры производятся на нанометровом уровне, то есть размеры элементов измеряются нанометрами, это очень мало.

Если, например, во время печати очень толстый мальчик упадёт на пол в соседнем цехе, еле заметная ударная волна прокатится по перекрытиям завода и печатная форма немного сдвинется, а напечатанные таким образом транзисторы окажутся бракованными. Пылинка, попавшая на пластину во время печати — это, считай, загубленное ядро процессора.

Поэтому на заводах, где делают процессоры, соблюдаются жёсткие стандарты чистоты, все ходят в масках и костюмах, на всех воздуховодах стоят фильтры, а сами заводы находятся на сейсмических подушках, чтобы толчки земной коры не мешали производить процессоры.

Крышка и упаковка

Когда дорожки готовы, диск отправляют на тесты. Там смотрят на то, как работает каждый процессор, как он греется и сколько ему нужно энергии, заодно проверяют на брак.

В зависимости от результатов процессоры с одной пластины могут получить разную маркировку и продаваться по разной стоимости. Те процессоры, которые получились более удачными, становятся дорогими серверными продуктами. Те, где кто-то рядом чихнул или вздохнул, имеют некоторые несовершенства и дефекты, их могут отправить на потребительскую линию.

После тестов диск разрезают на готовые процессорные ядра.

После этого к ядру процессора добавляют контакты, чтобы можно было вставить его в материнскую плату, и накрывают крышкой. Чёрный или металлический прямоугольник, из которого торчат ножки, — это как раз крышка.

Крышка выполняет две функции: защищает сам кристалл от повреждений и отводит от него тепло во время работы. Дело в том, что миллионы транзисторов при работе нагреваются, и если процессор не остужать, то он перегреется и кристалл может испортиться. Чтобы такого не произошло, на крышку процессора ставят воздушные кулеры или делают водяное охлаждение.

Система на чипе

Чипы процессоров уже настолько маленькие, что под одной крышкой можно поместить какое-нибудь ещё устройство. Например, видеосистему — то, что обсчитывает картинку перед выводом на экран. Или устройство радиосвязи с антенной.

В какой-то момент на маленьком чипе площадью около 1 см 2 уже можно было поместить процессор, видео, модем и блютус, сделать всё нужное для поддержки памяти и периферии — в общем, система на чипе. Подключаете к этому хозяйству экран, нужное количество антенн, портов и кнопок, а главное — здоровенную батарею, и у вас готовый смартфон. По сути, все «мозги» вашего смартфона находятся на одном маленьком чипе, а 80% пространства за экраном занимает батарея.

Получите ИТ-профессию

В «Яндекс Практикуме» можно стать разработчиком, тестировщиком, аналитиком и менеджером цифровых продуктов. Первая часть обучения всегда бесплатная, чтобы попробовать и найти то, что вам по душе. Дальше — программы трудоустройства.

Путешествие в нанометровый мир ⁠ ⁠

Все мы знаем как выглядит процессор. Знаем что под крышкой которая передает тепло находится небольшой кремниевый кристалл, в нем и творится вся магия вычислений. Казалось бы, любоваться тут не на что – что может быть красивого в обычном кусочке полированного металла?

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Но стоит снять с кристалла верхний слой пустого кремния, добавить капельку иммерсионного масла и чип начинает переливаться всеми цветами радуги, показывая свой богатый внутренний мир. Разумеется, эти цвета ложные — структуры внутри, давно уже имеют нанометровые размеры и на порядки меньше длины волны света.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Но в таком исполнении смотреть на миллиарды транзисторов гораздо интереснее. Сегодня я стану вашим проводником в богатый нанометровый мир. На связи МК, расслабьтесь и наслаждайтесь. Текстовая версия — под видео.

Красота из прошлого – Penitum II

Начнем нашу экскурсию вглубь старичка Pentium II родом из 97 года. Вторые пеньки производились по техпроцессу от 180 до 350 нм, а частоты достигали смешных по современным меркам 450 МГц.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Эти процессоры интересны тем, что среди них есть первые решения, производимые по технологии Flip Chip, то есть когда кристалл припаивается к подложке, а не соединяется с ней проводками.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

На фото слева кристалл Pentium II, который изготовлен по старой «проводной» технологии Wire Bonding, справа — чуть более крупный собрат уже с Flip Chip.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

При этом, что интересно, техпроцесс у них одинаковый, 250 нм, а увеличение площади произошло только из-за перехода на новую технологию. Да, на тот момент в новом способе производства не было смысла, но это позволило заложить фундамент для создания современных процессоров с тысячей контактов. Момент еще пока заметной глазу эволюции.

Core i9-9900K

И сразу для контраста погрузимся в знакомые многим 14 нанометров. Уничтожать старые чипы может каждый, то вот выводить из строя современные мощные CPU на много дороже. Но все же такие находятся и у нас есть возможность посмотреть что под верхним слоем кремния у быстрого 8-ядерного Core i9-9900K.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

На фото отчетливо видны 8 прямоугольников ядер, и большая область справа — это интегрированная графика, которая занимает почти треть всего кристалла — раньше про нее мало кто вспоминал, сейчас другое время. Разумеется, после таких варварских экспериментов процессор умер, но в данном случае красота определенно стоила жертв.

Варварское уничтожение AMD Threadripper

Спасибо AMD, восьмью ядрами сейчас уже никого не удивить. Известный немецкий оверклокер Роман «Der8auer» Хартунг буквально разломал отнюдь недешевый Threadripper 1950X чтобы показать нам его 16-ядер.

В 2017 году это были те же 14 нанометров, вернее назывались так же как у Интел, но по факту на тот момент синие нанометры были меньше. Почему так мы рассказали в выпуске про 2 нм IBM.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Внутри огромного процессора оказались четыре 8-ядерных кристалла в каждом из которых хорошо видны две группы по 4 ядра -в этом и была причина высоких задержек у этих камней. Но все еще такой процессор выглядит как произведение искусства — до многокристальных чипов Intel, например, до сих пор не добралась, а может это уже и не нужно.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Как на самом деле выглядит процессор на примере Intel 4004

Глядя на красивые переливающиеся кристаллы многие, наверно, задаются вопросом — а как на самом деле выглядят процессоры внутри? Можем ли мы как-то это узнать? Разумеется — достаточно взять чип, техпроцесс которого больше длины волны видимого света, что позволяет разглядеть его внутренности в обычный световой микроскоп.

Пожалуй самый яркий пример — Intel 4004 — первый микропроцессор компании, 50 лет назад совершивший настоящую революцию в электронной промышленности. Его техпроцесс в 10 мкм на порядок больше длин волн видимого излучения, что делает его идеальным кандидатом для изучения. И, надо сказать, выглядит он не особо эффектно: оранжевые полоски — это медные дорожки, серые — различные кремниевые структуры. И да, это реальные процессорные цвета.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

По оценке Intel, вычислительная мощность 10-летних процессоров Intel Core второго поколения с миллиардом транзисторов, не менее чем в 350 тыс. раз превосходит мощность первого процессора Intel. Невероятный прогресс за 40 лет. Сейчас мы такого уже не увидим.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Разглядываем отдельные транзисторы

Кстати о транзисторах, некоторые свежие процессоры имеют уже больше 40 миллиардов крошечных переключателей, которые увидеть в световой микроскоп невозможно. Но если очень хочется узнать, как на самом деле выглядит один транзистор, то можно обратиться к старым простым логическим микросхемам – например, советской 3320A, которая выпускалась в Зеленограде в 70х годах.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Этот золотой лабиринт не имеет ничего общего со словом техпроцесс ибо структуру микросхемы, которая представляет из себя пару логических элементов 4И-НЕ, можно рассмотреть буквально в школьный микроскоп.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

И да, как видите по фото, никакой тут магии и сложной электроники нет — сам по себе транзистор устроен очень просто, что позволяет значительно их уменьшить и производить миллиардами штук.

Огромный кристалл AMD Fiji

Но что-то мы все о процессорах да о процессорах. Давайте посмотрим, как выглядят внутри видеочипы. Да, уничтожать дефицитные графические кристаллы сейчас выглядит кощунством, но спешу успокоить — фото были сделаны еще до дефицита. Итак, мы можем полюбоваться на большой 28 нм кристалл AMD Fiji, который работал в видеокартах Fury 2015 года выпуска и снабжался 4 ГБ памяти HBM.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Почти 9 млрд транзисторов. Прошло 6 лет, новыми эти карты уже не встретить, а на авито они стоят аж 25 000 рублей.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

А вот еще фото другого GPU – на этот раз GP102, который ставился в топовую GTX 1080 Ti. Хорошо видны 6 кластеров GPC, что дает аж 3.5 тысячи потоковых процессоров. Мощь 12 млрд. транзисторов в 2017 году за 50 000 рублей.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Сенсор оптической мыши

Теперь, давайте уйдем в сторону. Вы никогда не задумывались, как выглядит сенсор оптической мыши? На самом деле достаточно занятно, ведь это объединение фотосенсора и чипа. Вы видите фотосенсор старенькой мышки с разрешением матрицы всего 22 на 22 пикселя (ST Microelectronics OS MLT 04), однако этого вполне хватает, чтобы улавливать изменения поверхности и тем самым определять сдвиг мыши. А с учетом того, что делать это нужно быстро, сам чип расположен в одном кристалле с фото матрицей.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

У современных мышей разрешение матрицы выше и достигает сотни на сотню пикселей, что позволяет им быть точнее и быстрее. Но в целом сенсоры выглядят также. — например, на картинке можно полюбоваться на внутренности PixArt PMW 3310.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Смартфонный ARM-чип

Вернем к процессорам, на этот раз мобильным. Современные ARM-чипы можно в прямом смысле назвать искусством, ведь в одном кристалле прячутся и несколько кластеров ядер, и GPU, и многочисленные контроллеры. Так, например, выглядит 8-нм Exynos 9820.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Сходу тут сложно понять, где что. Но все же получилось определить, что в правом нижнем углу расположены два больших ядра M4, которые могут работать на частоте до 3 ГГц. Над ними 2 средних ядра Cortex A75 и 4 малых Cortex A55, которые ощутимо меньше и слабее. Слева внизу можно увидеть двухъядерный нейропроцессор, ну а выше от него расположен крупный GPU Mali с 12 ядрами.

Консольный чип Xbox One X

Что интересно, ARM-чипы очень напоминают APU из консолей. И это не случайно — последние также на одном кристалле имеют и процессорные ядра, и графику, и различные контроллеры. Так выглядит 16-нанометровый чип из Xbox One X.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Хорошо видно, насколько велика графика от AMD с 40 вычислительными модулями — она занимает 3/4 чипа. А вот 8 процессорных ядер AMD Jaguar можно сначала и не заметить – все дело в том, что по сути это урезанная архитектура, которая применялась для различных ультрабучных чипов «красной» компании, что и отразилось на их размерах.

Огромный кристалл 18-ядерного Core i9

В то время как AMD продолжает приносить в массы многокристальную структуру процессоров, Intel все еще выступает за один большой кристалл.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

И в случае с высокопроизводительной линейкой гигантомания компании удивляет — так, в случае с Core i9-7980XE на одном кристалле размещено аж 18 ядер!

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Разумеется, стоит такой CPU немало, но все тому же Роману «Дербауэру» он достался нерабочим от подписчика, что и позволило с чистой душой произвести вскрытие пациента. Картинки действительно удивляют — 18 огромных ядер вплотную друг к другу, из-за чего теплопакет составляет аж 165 Вт, а на деле выше 200. Но зато с межъядерными задержками все хорошо.

Российский чип Байкал

И под конец — а вы никогда не задумывались, как выглядят внутри российские процессоры? Много ли в них отличий от забугорных решений? На самом деле — нет, как показало вскрытие последнего Baikal — 2 миллиарда транзисторов на 28 нанометрах. Этот ARM-чип имеет два 4-ядерных кластера и графику Mali, а производится на заводах TSMC.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Так что внутренних отличий от других ARM-чипов, очевидно, немного, и структура действительно похожа на фото Exynos выше. К слову, на основе этого Байкала уже выпускаются и продаются простенькие, но отнюдь не дешевые ПК.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Как видите, процессоры прошли огромный путь от простых интегральных схем, внутренности которых можно разглядеть буквально под лупой, до высокотехнологических чипов, состоящих из миллиардов транзисторов. И уже долгие годы человек не является главным звеном в цепи производства полупроводниковых кристаллов — целой жизни не хватит, чтобы расположить в кусочке кремния размером с ноготь такие огромные количества миниатюрных переключателей.

Путешествие в нанометровый мир Видеокарта, Процессор, Компьютер, Кремний, Видео, Длиннопост

Да, вы правильно поняли — компьютеры проектируют процессоры. Умные машины создают себе подобных. А может, лет через 10, компьютеры решат, что мы вообще лишние в этой схеме?

Мой Компьютер специально для Пикабу.

Поддержать
2 года назад

«Все мы знаем, как выглядит процессор»

Иллюстрация к комментарию

раскрыть ветку
2 года назад

Самый большой и производительный в мире процессор выпущен американской компанией Cerebras Systems совместно с TSMC.

Размеры чипа составляют 220×220 мм – на производство одной такой микросхемы уходит целая 300-миллиметровая кремниевая пластина. На площади чипа размером 46255 мм2 помещается 2,6 трлн транзисторов.

раскрыть ветку
2 года назад

С последним абзацем не соглашусь. Процессоры (как и все остальные микросхемы) проектируют люди при помощи софта, который тоже пишут люди. Компьютер здесь — не более, чем инструмент.

раскрыть ветку
2 года назад

меня просто c ума сводит осознание технологического процесса, когда разглядываешь на фото целые «мегаполисы» размером с ноготок.

2 года назад

Ещё бы рассказал, как изготавливаются они

раскрыть ветку
Похожие посты
14 дней назад

Процессор — это очень просто!⁠ ⁠

Топовый автор
Подписаться

15 дней назад

2 браузера и тесты во время стрима/нагрузка на ПК/вопрос⁠ ⁠

Если что Процессор AMD Ryzen 2200, ОЗУ 8 гб, windows 10 pro

Поддержать
1 месяц назад

А потом: «Мощь Солнца в моих руках»⁠ ⁠

А потом: «Мощь Солнца в моих руках» Процессор, Разгон компьютера, Amd ryzen, Юмор, Картинка с текстом, Компьютер

Показать полностью 1
Поддержать
1 месяц назад

Как компания Nvidia из «стартапа в кафешке» превратилась в главного поставщика чипов для искусственного интеллекта⁠ ⁠

Nvidia — одна из ключевых компаний мира прямо сейчас. Существует популярное мнение, что они просто везунчики, которые всегда оказываются с нужным продуктом в нужное время. Однако, если историю развития этой компании, то станет отчетливо видно, что эти ребята умеют мастерски конкурировать, делают полезные выводы из провалов и отлично «ловят волны». Сегодня разберемся, как им это удается.

Как компания Nvidia из

Главный секрет Nvidia в том, что её основатель ходит с стильной кожанке. Спасибо за внимание. Ладно, шучу, сейчас во всем разберемся.

Nvidia обогнала по стоимости Saudi Aramco, и теперь выше детища Дженсена Хуанга лишь Microsoft да Apple. Microsoft за последние годы ИИ-бума влезли в очень плотную зависимость от чипов Nvidia, из-за чего сейчас экстренно пилят собственную замену. Apple же слез с чипов Nvidia в 2010-х, но, уверен, у Nvidia неплохие шансы пободаться и с этим гигантом.

Возможно, кто-то спросит «Аффтар, почему ты так уверено назвал Nvidia главной компанией нашего будущего?». Отвечу: «Потому что Nvidia продает те самые пресловутые лопаты современным золотоискателям. А это самая надежная и устойчивая бизнес-стратегия независимо от эпохи и контекста».

Ладно, к делу. Изучая материалы про Nvidia, я регулярно сталкивался со следующим лейтмотивом:

«Да просто чуваки каждый раз оказывались вовремя с востребованным продуктом. Они просто крайне везучие».

Так вот, если компания умудряется несколько раз подряд оказаться с востребованным продуктом (причем, самым популярным на рынке, или одним из самых) в нужные моменты времени, то это означает, что у компании офигеть какая мощная стратегия, а СЕО — крутой визионер.

Поэтому, в этом материале я хочу не просто рассказать историю развития компании и основные этапы её развития. Но также понять, как Дженсену и ко. удавалось делать настолько верные и точные стратегические ставки. А еще, по ходу дела расскажу, что же за продукцию такую производит эта Nvidia, что на неё всегда есть устойчивый спрос в самых разных индустриях и сегментах рынка.

Disclaimer. История Nvidia — это большой и яркий путь с россыпью крутых бизнес-решений. Так что, я поделю материал на две части. Сегодня расскажу, как из небольшого перспективного «стартапа из кафешки» Nvidia превратилась в важнейшего производителя железа для современной технологических отраслей. А во второй части (coming soon) мы разберемся, как Nvidia из просто крупной и важного игрока превратилась в главную компанию будущего, которая (очень возможно), скоро станет самой дорогой корпорацией в истории.

Этап первый. Как жизнь Nvidia чуть не закончилась после первого же выпущенного чипа

Думаю, многие из вас слышали историю, как Дженсен Хуанг, Крис Малаховски и Кертис Прэм сели за столик в дешевой кафешке в Сан-Хосе и стали думать, какая технология станет the next big thing в этом мире. Еще ходит байка, что эта забегаловка была в таком суровом районе, что в её стенах зияли дырки от гангстерских пуль.

Последний факт, наверно, должен был символизировать стартаперский дух начинания, но на самом деле все трое фаундеров на тот момент уже были состоявшимися взрослыми спецами. Например, наш главный герой трудился руководителем направления в LSI Logic — довольно крупном производителе интегральных схем, а два других партнера инженерили в Sun Microsystems (эту компанию позже поглотит Oracle). В общем, ребята были весьма матерыми профи, а не какими-то оборванцами, бросившими колледж ради стартапа в гараже.

Приятели сходились во мнении, что компьютерная отрасль только набирает обороты, и что в самое ближайшее время машины будут использоваться для все более широкого спектра вычислительных задач. А значит, центральным процессорам (CPU) явно понадобится помощь. Эта помощь называется аппаратное ускорение вычисления.

В двух словах. CPU — это такой «мозг компьютера». Он обрабатывает сигналы и распределяет вычислительные команды. А теперь представьте, что вам на работе подкинули 10-20 задач одновременно. Что случится с вашим мозгом? Правильно, он «перегреется» и вы поймаете мощный приступ прокрастинации (=зависнете). То же самое и с центральным процессором компьютера, который должен выполнять все больше и больше задач одновременно.

Так вот, элементы аппаратного ускорения — это такие вспомогательные мини-мозги, призванные разгрузить основной мыслительный центр.

Без этих штук мы едва бы смогли параллельно запустить на ноутбуке несколько вкладок браузера, эксель, фотошоп, Телегу, и игру в отдельном окошке.

Кстати, на счет игр. Дженсен, Крис и Кертис не сомневались, что за аппаратным ускорением будущее. Оставалось лишь выбрать направление внутри этого тренда. Решили, что это будет гейминг. Если конкретнее, то их особенно привлекала бурно развивающаяся 3D-графика для этого самого гейминга. Продвинутый графон — это штука энергозатратная, вычислительные мощности она жрет как конь. Так что, друзья решили софкусироваться на графических процессорах (GPU).

В 1995 г. Nvidia выпустила свой первый продукт — мультимедийную видеокарту NV1.

Как компания Nvidia из

Вот так она выглядела.

NV1 отличалась от аналогов тем, что на одной плате размещалось сразу несколько модулей — блок обработи 2D-графики, ускоритель 3D-графики, звуковая карта и порт для игрового геймпада приставки Sega Saturn. Кстати, в рамках этой карты Nvidia сотрудничала с Sega, что позволило портировать некоторые популярные эксклюзивы для этой консоли на ПК.

Нужно отметить, что Nvidia — это fabless (=fabricless) company, т.е. компания без своего производства. По сути, это просто конструкторское бюро. Очень большое и крутое конструкторское бюро! Они всего лишь (ну, если сравнивать с полноценной сборкой) придумывают и разрабатывают свои технологии и продукты, а непосредственной изготовкой занимаются подрядчики по контракту. Например, первый чип NV1 для Nvidia производила компания SGS Thomson-Microelectronics на своем заводе во Франции. Сейчас, конечно, у Nvidia есть кое-какие собственные производственные мощности, но львиная доля производства все равно происходит на стороне — например, с помощью тайваньских компаний.

В итоге NV1 стал прорывом и принес компании известность. хотелось бы мне написать. Но нет, он провалился! Да-да, история третьей по стоимости компании в мире началась с провала.

Дело в том, что NV1 был больше всего заточен на игровую консоль Sega. А в те годы происходит бум ПК-гейминга. Большинство ПК же работает на операционной системе Microsoft. NV1 вышел в мае 1995, а уже в сентября Microsoft представил свой API под названием DirectX.

Если упрощенно, DirectX — это специальный модуль, позволяющий разработчикам задействовать все мощности железа без написания специального кода под каждый элемент комплектующих.

Как компания Nvidia из

Помните, большинство игрух на ПК в конце 1990-х и начале 2000-х требовали вместе с установкой самой игры поставить DirectX?

Так вот, принцип ускорения графики у чипсета NV1 принципиально расходился с таковым у DirectX. Следовательно, первый продукт Nvidia оказался принипицально несовместим с подавляющим большинством игр, которые геймеры ставили на ПК!

А учитывая, что в создание NV1 стартап бахнул почти все первые привлеченные инвестиции (первый раунд был 10 миллионов долларов — довольно серьезная сумма по тем временам), это был epic fail. Хуангу даже пришлось сократить половину сотрудников, которых к тому моменту уже успели нанять. Был момент, когда у Nvidia хватало денег всего лишь на один месяц зарплат. Тогда родился негласный девиз компании: «У нас есть всего лишь 30 дней, чтобы продолжать делать бизнес».

Так что, да, в начале своего пути сооснователи получили довольно мощный апперкот от жестоких реалий рыночной экономики.

Впрочем, Nvidia сделала правильные выводы. С пор они редко промахивались с трендами рынка, особенно в сегменте ПК.

Интересный факт. Первые годы у Nvidia не было названия. В рабочих переписках компания называла свои первые продукты «NV» — Next Version. Ну типа, новая версия этих ваших видеокарт. Когда компания развилась до такого масштаба, что без названия уже было сложно, основатели решили открыть словарь и найти что-то прикольное из похожего на NV. В итоге остановились на слове «‘invidia»‘, что на латыни значит. «зависть». Да-да, тот самый дух неуёмной конкурентной борьбы, который позже проявился в схватках с 3dfx, ATI, AMD и другими крутыми компаниями.

Этап второй. Первый большой успех и победа над Voodoo

Есть такой миф, что Nvidia придумала видеокарты. На самом деле, это не так. Первый графический видеоадаптеры с поддержкой 3D-графики еще в бородатом 1982 году запилила IBM. Чуть позже многие другие компании выпустили свои версии. Однако первые версии были очень дорогими и не слишком производительными. В общем, узкоспециализированная история для избранных.

Действительно массовые, доступные, универсальные и широкосовместимые 3D-видеокарты появились во второй половине девяностых. Первый образец выпустила та же IBM в 1995 г., был еще чипсет S3 ViRGE от компании S3 Graphics (сейчас принадлежит тайваньской HTC). Еще было сразу несколько популярных моделей от компании Matrox, да и японцы из Yamaha тоже что-то делали. В общем, хотя океан еще не был алым, он уже стремительно краснел.

В 1996 г. на рынок выбрасывается сразу несколько успешных моделей, но настоящий прорыв происходит, когда компания 3dfx выпускает свой 3D-ускоритель под названием Voodoo Graphics.

3dfx специализировалась на графике для игровых автоматов, и их чип выдавал скорость и качество рендера, близкое к автоматам. Тогда это была вершина крутости. К тому же, их карты хорошо совмещались с ПК-играми.

Как компания Nvidia из

Справа — графон в Quake 1 на чипсете Voodoo, слева — без оного. Как говорится, почувствуйте разницу.

Короче говоря, это был очень крутой 3D-ускоритель, который быстро завоевал популярность. Сначала среди производителей видеокарт, а позже и среди геймдев-компаний, которые целенаправленно начали оптимизировать графон своих проектов под него.

В 1998 г. 3dfx выпустила чипсет Voodoo2, который был еще производительнее первой версии. И вот с этой штукой Nvidia пришлось конкурировать. Скажу сразу, Nvidia выиграла, а позже вообще выкупила 3dfx, интегрировав к себе их наработки. Как же им это удалось?

Если вычленять самую суть, то более массовый и простой продукт победил более продвинутый. В общем, классика. Voodoo2 показывал исключительную производительность и качество текстур, к которым не могли приблизиться конкуренты. Однако Nvidia выпустил свой новый продукт — NV4, также известный как Riva TNT. Дело в том, что поверх набора ускорителей Voodoo2 нужно было отдельно прикрутить внешнюю видеокарту. А Riva TNT имела изначально встроенную видеокарту внутри своего набора (т.е. предлагала готовое решение под ключ). К тому же, Riva TNT была банально дешевле («дешевые карты Nvidia» сейчас звучит как плохой анекдот, но тогда реально было так). Так что, Nvidia начал активно отжирать бюджетный и средний сегменты, которые благодаря растущей доступности 3D-игр росли быстрее всего.

Тем не менее, Nvidia и 3dfx активно конкурировали следующие 2-3 года. Но Дженсен Хуанг победил. Во-первых, пока у 3dfx каждый следующий чипсеть был масштабным мегапроектом, Nvidia намеренно минимизировал цикл разработки, научившись быстро выкатывать новые версии на рынок. Это позволяло еще быстрее отжимать бюджетный и средний сегмент. К тому же, Nvidia изначально заложила в конструкцию своих продуктов систему проверки чипов на брак, за счет чего у них была ниже доля неисправной продукции.

Закончилось все тем, что в 2002 г. 3dfx проиграла Дженсену Хуангу патентный спор, что окончательно добило некогда мощного игрока. В итоге Nvidia выкупила своего закадычного конкурента за 70 миллионов долларов. Первый громкий триумф.

В 1999 г. компания выпустила один из своих главных продуктов — GeForce 256, который Nvidia с гордостью называла «первым графическим процессором». На самом деле, это было не совсем так. Хотя GeForce 256 умел создавать более сложные и реалистичные трехмерные объекты за счет наложения структур, был способен обрабатывать солидный объем графических примитивов (примитивы — это простейшие объекты, из которых на экране складывается изображение), и вообще очень резво работал с графикой, он точно не был первым графическим процессором. Более того, он был даже не самым мощным в свое время. Однако, он точно выдавал оптимальную «цену-качество», а еще Nvidia весьма талантливо его пиарила (в хорошем смысле этого слова).

Как компания Nvidia из

GeForce 256. Как говорится, найдите 10 отличий с фото NV1 выше. Но на самом деле, разница примерно как между Nokia 3310 и пятым (ну ладно, четвертым) Айфоном.

К тому моменту Nvidia уже стала крупным поставщиком графических ускорителей и видеокарт. Её выручка была в районе 200 миллионов в год, капитализация достигала 700 млн долл., а в 1999 г. компания провела IPO на NASDAQ, окончательно перестав быть стартапом.

Этап третий. Новая конкуренция на зрелом рынке

В начале 2000-х на рынке графических процессоров уже миновал этап бешеной конкуренции между кучей стартапов. Сформировались три явных лидера — Nvidia, Intel и ATI. У Nvidia и Intel было примерно по 30% рынка, у ATI — чуть меньше. Однако в 1998 г. Intel выпустил неудачный внешний ускоритель i740, так что, через некоторое время решил забить на рынок дискретных (т.е. внешних) видеокарт, состредоточившись на внутренней графике, а также других направлениях, коих у этого диверсифицированного гиганта было предостаточно.

В итоге в сегменте внешних графических модулей образовалась дуополия — Nvidia против ATI. Тут-то Дженсен Хуанг и попал в свою любимую среду ультраконкуренции. В 2000 г. ATI как раз выпустила свой самый жирный продукт, название которого вы наверняка слышали — это чипсет Radeon (сейчас это флагман компании AMD, но об этом позже).

В общем, две компании начали бодаться за самые жирные сегменты и контракты.

Сначала Nvidia стала поставщиком чипов для консоли Xbox, которую только-только начинал развивать Microsoft. Однако в дальнейшем Microsoft ушел к конкурентам из ATI. Дженсен Хуанг подумал «А чем я хуже?», и пошел к Sony с их PlayStation. Вдобавок, Nvidia стала эксклюзивным поставщиком внешних видеокарт для компов Apple. Кстати, в рамках партнерства с Sony Хуанг поступил очень мудро — Nvidia не просто продавала свои чипы, но и помогала Sony разрабатывать собственную графику для PlayStation 3 и PSP. Конечно, в перспективе Sony мог полностью перейти на свои решения, но глава Nvidia понимал, что рано или поздно это случится в любом случае (так и случилось). Так что, лучше поучаствовать в процессе, выжав из сотрудничества максимум хотя бы до создания японцами своего GPU.

Параллельно, Nvidia начала себя вести как настоящая взрослая корпорация. Она начала скупать перспективные компании и стартапы, диверсифицируя технологическую и продуктовую базу. В частности, прикупили:

  • Exluna — разработчика оборудования для 3D-рендеров в кино.
  • MediaQ — производителя чипов, которые оптимизируют работу дисплеев и аккумуляторов мобильных телефонов и прочих «беспроводных устройств».
  • iReady — разработчика чипов, которые «разгружали мозги» сетевого адаптера (это штука внутри компьютера, с помощью которой он ловит сеть или вайфай).

А еще, что любопытно, в 2005 г. хитрая Nvidia купила некую тайваньскую компанию ULI Electronics (сейчас она называется чуть по-другому), которая была важным поставщиком компонентов для главного конкурента — ATI. Этот удар Хуанга был крайне чувствительным для конкурента.

Второй удар по себе нанесла сама ATI. Компания продалась диверсифицированному производителю микропроцессоров AMD. В итоге ATI стала «графическим юнитом» в составе AMD, при этом лишившись большинства контрактов со своим основным потребителем — Intel (ведь AMD — это уже прямой конкурент Intel, а не какой-то там поставщик графических чипов). Угадайте, кому после этого достались безхозные контракты от Intel?

В итоге получилась очень характерная ситуация. С одной стороны, огромный процессорный холдинг купил главного конкурента Nvidia (а также, соответственно, их главный продукт — чип Radeon). С другой стороны, сама Nvidia активно диверсифицировалась, скупала компании в смежных сегментах и готовилась играть по-крупному. Все это предзнаменовало главное противостояние в сегменте графики, рендеров, процессоров и всего что с этим связано — Nvidia vs AMD («зеленые» против «красных»).

Как компания Nvidia из

Классическое противостояние, которое идет уже почти 20 лет. Иногда еще сюда добавляют Intel, но Intel — это все же прямой конкурент для AMD. Для Nvidia Intel и конкурент, и партнер и покупатель одновременно.

Кстати, есть версия, что AMD сначала хотели купить Nvidia, но Дженсен Хуанг их послал. Этот хитрый CEO что-то знал уже тогда.

Этап четвертый. Первые ростки в направлении ИИ

Середина 2000-х. Nvidia — уже совсем серьезная корпорация, зарабатывающая по 200-300 миллионов баксов за квартал.

В 2007 г. компания выпускает свой, возможно, самый важный продукт. Очень вероятно, что именно он открыл ей путь к нынешним триллионам. Он назывался CUDA (Compute Unified Device Architecture). CUDA — это GPGPU (General-purpose computing on graphics processing units). И здесь я остановлюсь подробнее.

Дженсен Хуанг понимал, что одними ускорениями графона и рендерами сыт не будешь. Так что, Nvidia выпустил, скажем так, адаптер (ну или прееходник), который позволял задействовать мощности большинства своих графическиих чипов для обработки математических вычислений, алгоритмов и прочих веселых штук, которыми занимаются разработчики самых продвинутых технологий.

Проще говоря, с помощью CUDA разрабы смогли делать запросы на упрощенных диалектах языков C, С++ и Fortran, которые обрабатывались прямо на мощностях чипов Nvidia. Позже прикрутили еще Python, MATLAB и другие популярные языки.

Отдельно выделю крайне удачное решение добавить язык Fortran. С одной стороны, этот язык сложно назвать самым популярным для разработки (видели хоть один войтивайтишный курс про Фортран?). С другой стороны, он считается «высоким языком», на котором программисты-ученые любят вести научные изыскания. В том числе, именно Fortran стал одним из ключевых языков для ранних наработок в области искусственного интеллекта и машинного обучения (есть версия, что это вообще первый язык для ИИ).

Таким образом, помимо очевидного стимулирования спроса на чипы, успешный выпуск CUDA, вероятно, стал фундаментом (или хотя бы первым кирпичиком) для лидерства компания в вычислительных мощностях для искусственного интеллекта.

Интересный факт. В 2012 г. прошел ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge — крупный конкурс, где разработчики соревновались, чья технология круче всех распознает разные картинки. Лучший результат показала нейронная модель AlexNet, которая обучалась через мощности графических чипов Nvidia с помощью CUDA. Тогда окончательно стало ясно, что графические чипы в целом и Nvidia в частности ой как пошумят по мере развития ИИ. Кстати, одним из создателей AlexNet был Илья Сутцкевер, который теперь нам известен как сооснователь OpenAI и один из самых важных людей в мире современных технологий.

Как компания Nvidia из

Молодые Илья Сутцкевер и Алекс Крижевский, а также уже солидный Джеффри Хинтон (один из самых видных ученых в области deep learning) работают над AlexNet.

Этап пятый. Новые вызовы и работа с рисками

В конце 2000-х Nvidia продолжила усиленную диверсификацию. В частности, был куплен Ageia — разработчик движка PhysX, который позволяет моделировать и разрабатывать симуляции физических явлений. PhysX — крайне важная штука для гейминга, которую активно используют Unreal Engine, Unity и другие игровые движки. Он стал весьма важным продуктом для компании.

Однако, к началу 2010-х перед Nvidia встал серьезный вызов — стремительно набирал обороты сегмент интегрированной (внутренней) графики. Это означало, что диверсифицированный крупняк вроде Intel, Sony, Microsoft, Apple и прочих становились гораздо более самостоятельными в плане работе с графическими задачами. Если в 2007 г. Intel контролировал 30% рынка графики, то к началу 2010-х — уже более половины, и продолжал усиливать свои позиции за счет поглощения целой россыпи мелких производителей.

Позиции основного бизнеса Nvidia (дискретных, т.е. «встраиваемых», решений для графики) оказались под серьезной угрозой. К тому же, в 2008 г. Nvidia выпустила большую партию чипов с дефектами, которые отгрузили Apple, Dell, HP и другим крупным ребятам. В итоге Nvidia получила серьезный репутационный ущерб, а еще пришлось раскошелиться на компенсации.

Нужно было что-то менять. В первую очередь — еще активнее диверсифицироваться, чтобы сделать бизнес-модель прочной и устойчивой.

Действовать решили по всем фронтам:

  • Радикально усилили чипы и прочие вычислительные продукты для игр на ПК и консоли.
  • Активно пошли в мобильный сегмент. Еще в 2007 г. Nvidia купила разработчика системных чипов PortalPlayer. В 2010-х на основе технологий PortalPlayer была выпущена серия процессоров (не GPU, а полноценных CPU) для мобильных устройств под названием Tegra (их еще называют «кристаллы»). Правда, на мой взгляд, Nvidia слегка промахнулась с операционной системой, ведь большинство Tegra применялось в смарфтонах и планшетах на Windows. Впрочем, это сейчас мы видим, что мобильные потуги Microsoft оказались провалом, а в начале 2010-х это была весьма перспективная история с неплохой долей рынка. Так что, бизнес Nvidia неплохо на этом вырос. Даже CEO Microsoft Сатья Наделла недавно признавался, что сворачивание мобильного бизнеса Microsoft было главной стратегической ошибкой компании.

Nvidia даже отважилась на нетипичный для себя эксперимент — выпустила собственную портативную игровую консоль Nvidia Shield Portable:

Как компания Nvidia из

Заряженная тем самым процессором Tegra. Работала на ОС Windows.

Вообще, консоль Shield — это крайне нетипичный продукт для Nvidia. Компания всегда отличалась высокой прагматичностью при выборе конфигурации продуктов и оценке будущего спроса, всегда стараясь сделать относительно доступный продукт, который найдет отклик у массовой аудитории. Но тут получилось с точностью до наоборот. Shield стоила дороже аналогов, а игр для неё было крайне мало (хотя Nvidia даже запилила собственную платформу для разработки). Так что, хотя эксперты и игровые издания хвалили консоль за весьма недурную графику и производительность, особой популярности продукт не сыскал. Что ж, видимо, если умеешь производить чипы и процессоры, то не стоит лезть в истории про платформы и пользовательские девайсы.

  • Еще Nvidia начал активничать в сегменте автомобильной электроники. В том числе, в области начинки для беспилотного управления.

Но про это я расскажу во второй части. Как и про конкуренцию с AMD, качели из-за криптомайнинга, партнерства с китайцами и, собственно, путь к триллионной капитализации за счет лидерства в ИИ в последние годы. Там много интересных историй. А на сегодня хватит.

Если эта статья круто зайдет, то я быстрее сяду за вторую часть. Так что, если вам понравилось, то можете подкинуть мне дополнительной мотивации в виде плюсов, комментов и репостов статьи друзьям.

Если вам заходит такой контент, то подпишитесь на мои тг-каналы. Мне будет приятно, а вы найдете там еще больше подобного:

  • На своем основном канале Дизраптор я простым человечьим языком разбираю инновации, технологические продукты и знаковые компании (а еще анонсирую все свои статьи, чтобы вы ничего не пропустили).
  • А на втором канале под названием Фичизм более точечно пишу про новые фичи и функции продвинутых компаний и сервисов.

Показать полностью 7
2 месяца назад

Рейтинг оборудования пользователей Steam (январь 2024)⁠ ⁠

Рейтинг оборудования пользователей Steam (январь 2024) Компьютер, Видеокарта, Компьютерные игры, Steam, Процессор, Компьютерное железо

Читай Мой Компьютер в Telegram

Показать полностью 1
Поддержать
2 месяца назад

Не выдержала вес любимой . или как убить RTX 4090⁠ ⁠

» RTX 4090 без подпорки — это хорошо » — говорили они .

» Всё будет тип топ, подпорки для гоев » — говорили они .

Ну такое. К тому же у 40-вой линейки тонкий текстолит, особенно у видеокарт Gigabyte. На Reddit много жалоб на трещины текстолита даже у RTX 4070 ti, после чего карта уходит в короткое замыкание, и как следствие Gigabyte отказывает в гарантийном обслуживании — мол, сам виноват.

Спасибо Куртке за новые тренды =)

Не выдержала вес любимой . или как убить RTX 4090 Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Компьютер, Электроника, Видеокарта, Негатив, Компьютерное железо, Ремонт техники, Материнская плата, Nvidia, Куртка, Gigabyte, Asus, Длиннопост

Не выдержала вес любимой . или как убить RTX 4090 Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Компьютер, Электроника, Видеокарта, Негатив, Компьютерное железо, Ремонт техники, Материнская плата, Nvidia, Куртка, Gigabyte, Asus, Длиннопост

Не выдержала вес любимой . или как убить RTX 4090 Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Компьютер, Электроника, Видеокарта, Негатив, Компьютерное железо, Ремонт техники, Материнская плата, Nvidia, Куртка, Gigabyte, Asus, Длиннопост

Показать полностью 3
2 месяца назад

Бюджетный, белый, маленький SFF⁠ ⁠

Привет, pikabu. Делюсь тем, как реализовал себе новогоднюю мечту и собрал белый компьютер в SFF корпусе. Внутрь поставил 4060ti и i5 12400f. Пост для тех, кто хочет собрать компьютер с возможностью показать ему другие города\страны или кому с эстетической точки зрения он покажется симпатичным.

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

i5 12400f + 4060ti за примерно 65 000 — 75 000 рублей

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Когда приехал корпус и ты целый день ходишь и ржешь с его размеров 😀

ДЛЯ ЛЛ: Шикарный компьютер получился.

Для чего\кому этот пост

Показать с какими проблемами столкнулся, чтобы вы их избежали. Да и по размерам обычно комплектующие трудно подобрать + напишу где и как можно было бы взять дешевле. А так же пользователь @Aleksii2 попросил меня рассказать о комплектующих, @zhk0 спросил про корпус, а еще слезно умолял об этом посте пользователь @shokerface13:

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

С чего все начиналось

Больше года держал в голове мысль собрать такой маленький компьютер, чтобы можно было кинуть его в рюкзак, свалить на дачу, спокойно работать, играть в любимые игрушки и конечно радовать своим внешним видом (Ну не тянет меня к большим корпусам с кучей вентиляторов и подсветки)

Но ты же мог просто купить ноутбук!

Нет, не мог. Дома он мне не нужен, мы с девушкой часто проходим игры вдвоем и особенно любим VR игры, а для таких задач лучше все же стационарный компьютер. Да и ноутбук с подобными характеристиками стоил бы мне намного дороже и вообще, просто ЗА-ХО-ТЕЛ)

Последний компьютер собирал лет 10 назад (а может даже больше), так что пришлось долго изучать современные новинки. Где-то в итоге ошибся и пришлось выкручиваться, но все вышло не в ущерб кошельку, а ошибки только улучшили всю сборку.

Когда-то было жарко

У меня уже был дома компьютер для VR на i5 3470 + 1080ti, которую купил с рук у майнеров примерно за 16 000, а ровно через год за эту же сумму и продал. Было страшно, что умрет у меня на руках и потеряю деньги. Корпус для такой горячей карты был совсем неподобающий и стоял со снятой стенкой. Но могу смело заявить, что все тесты она прошла, покупатель знал о темном прошлом видеокарты и ушел довольным)

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Да-да-да. Это чудо с 1080ti тянуло VR игры). К сожалению фоток с 1080ti на нашел

Муки выбора видеокарты и корпуса

Первым делом мне надо было купить новую видеокарту. Маленьких форматов их не много, а из последних новинок есть только GeForce RTX 4060 и GeForce RTX 4060Ti на один кулер. Переплачивать совсем не хотел. Так что пошел бродить по авито в поисках 4060. Их было много, все новые с пломбами и вот через 2 дня я иду прохладной зимой домой и как дурак улыбаюсь всем прохожим, а себя ощущаю рок-звездой, которая идет по красной ковровой дорожке и все ей завидуют.. (Да, видеокарта была в пакете, но психологически было ощущение, что каждый встречный мужик мне одобрительно кивает и поздравляет с покупкой). Минус 27 500 из кошелька.

Карту подбирал под корпус METALFISH S3 (объемом около 4 литров). Но, на месте не сидится, смотрю много обзоров и потом ВЖУХ и диван повернулся в сторону корпуса metalfish T40 (объемом около 7 литров), который взял за 3 600 рублей через ozon global. Да, чутка больше, но ведь он лучше продувается (из-за размеров), симпатичнее, прозрачный и этот вариант для меня! Ну мое и все.. А корпус уже немного больше и можно запихнуть карту до 205мм, а у меня напомню 4060 на один кулер и смысл мне от такой маленькой карты теперь? Будет как обрубок в корпусе сидеть, а два кулера это еще и улучшенное охлаждение и смеяться никто не будет смотря на нее. ЛАДНО! Снова диван вертим, изучаем авито, продаем карту как БУ за 24 000 в убыток и ищем 4060 на два кулера..

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Что там по ценам у нас..

Попал на мегамаркет. А там какие-то промокоды, какие-то имена, какие-то бонусы «сберспасибо» вам вернем. Забегая вперед уточню, репутация сомнительная у сервиса мегамаркет и тут уже все на ваш страх и риск. Если что-то брать, то проще и надежнее с самовывозом. Я же заказывал и доставкой и самовывозом, но у проверенных магазинов. Кстати, мне показалось, что там оооочень уж много покупных и одинаковых отзывов к товарам. Заранее предупредил.

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

На свой страх и риск к сожалению

Смотрю, а на сайте она.. Ну ОНА! Та самая GeForce RTX 4060Ti с припиской ОС (Очень Сильная), которая и в корпус влезет и мощнее чем просто 4060 и стоит 48 000 — 8 000 (промокод) и еще вернут мне 16 000 в виде бонусов спасибо. Это что происходит, получается я продал 4060 за 24 000 и купил 4060ti за 24 000 .. Ну и явно меня где-то налюбить пытаются..

Ладно, берем и смотрим что там дальше будет. (Понял что на авито многие новые видеокарты с мегамаркет) и видимо так бонусы «спасибо» реализовывают.. Не суть.)

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Процессор

Не буду особо расписывать как я выбирал процессор, после i5 3470 для меня любой современный процессор был бы подарком. Остановился на бюджетном варианте i3 12100f c рук у соседа за 6 000 (Нашел на авито в своем доме). Списался с ним и в тот же вечер планировал ее взять, но сосед снял объявление и пропал. Ладно, видимо не мой процессор.

Посмотрел на мегамаркет, а там можно i5 12400f со всеми промокодами и спасибо урвать за 9 500 .. Переплата за +30-40% к производительности составляет 3 500 рублей. Нужно оно мне? Думаю да, для себя же собираю. Да и работаю за компьютером. Как-то надоело мне экономить на своей же рабочей машине, а еще и в играх будет лучше.. (Короче, я себя уговорил)

Материнская плата

Так, надо бы материнскую плату выбрать. Какой сокет знаю, нужен WIFI, маленького формата mini itx и белая. Сборка должна быть полностью белой! Нашел на днс и прочих сайтах несколько симпатичных и хороших вариантов, но по цене около 20 000.. Материнские платы красивые, цены не красивые. Пошел смотреть на сайте с товарами из поднебесной, привет aliexpress.

Нашел себе JGINYUE B760i Snow Dream за 8 600 . (Красивое и громкоговорящее название фирмы, да?) Примерно понимал, что китайские материнские платы не самый сок и что надо бы пойти посмотреть обзоры. Увидел, что с более мощным процессором зона VRM греется до 55 градусов, по питанию там 8 + 1 + 1. Разгонять ничего не планирую, отзывы у нее 4.9, заказов много.. Да, есть минусы. У одного человека не работал дальний слот ddr4, но такой же отзыв видел и у платы за 20к от asus из днс. А еще у матери простой и не многим понятный bios =/

А и еще забавно, но они решили отправлять материнскую плату без слота для батарейки биос. Мне и еще некоторым счастливчикам повезло и она приехала уже с подключенной батарейкой, хотя я уже нашел на ozon батарею с креплением и пришлось оформить возврат.

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

А вот она рядом со старой материнской платой

Оперативная память

Оперативную память ADATA 16Gb DDR4 3200MHz (AX4U32008G16A-DW50) (2x8Gb KIT) взял тоже с мегамаркет. Обошлась мне в 4 500 рублей , белая и имеется RGB подсветка. Хорошие тайминги. 16 гигов мне пока хватит. Кстати, подсветка показывает температуру железа. Левая плашка краснеет когда процессор нагревается, а правая за видеокарту отвечает.

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Корпус прозрачный, работаю по вечерам\ночам при полной темноте, так что хотелось немного подсветки комплектующих.

SSD накопитель

SSD накопитель Hikvision G4000 M.2 2280 1 ТБ. Взял за 3 300 рублей через мегамаркет у мвидео.. Хотя напрямую у мвидео он стоил 7000+. Хм, отзывов о нем мало в сети.. SSD M2 NVME с хорошими температурами, на 1 терабайт и со скоростями до 7000+, а еще с высоким ресурсом TBW в 1800. Ладно, за такую цену рискнем пойдет.

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Тут какие-то цифры, надеюсь кому-то будут полезными.

Кулер для процессора

Процессорный кулер. Конечно нужен белый и только формата top-flow. Громоздкий брать не хотел. Остановился на ID-Cooling IS-47-XT WHITE, минус 2 450 рублей . Да, можно было найти что-то дешевле, но уже пошла игра не только за цену, но и за красоту (Вы посмотрите как разошелся). Но, все же шумноват, можно поменять вертушку на noctua, но они не делают белых кулеров.. Так что пока буду думать как решить данный нюанс.

Блок питания

Блок питания. Ну на этом нельзя экономить, а то все сгорит и приехали. Взял китайский T.F.skywindintl sfx-6 600 ватт за 4600 рублей. Отзывы в основном положительные. Как по качеству без понятия, но фирма известная для SFF сборщиков. Заказал через через ozon global из Китая (Как же зря я это сделал..)

Райзер

А теперь к самому главному, видеокарта же у нас не напрямую подключается к материнской плате, нужна такая вундервафля как РАЙЗЕР. Кабель, который соединяет видеокарту и материнскую плату. Материнская карта поддерживает pci-e 4, видеокарта у нас тоже pci-e 4. Подойдет и райзер pci-e 3, но тогда мы потеряем примерно 3-5% в производительности, но в редких играх и до 20%.. Кабель pci-e 3 стоит примерно 1000 рублей, а вот pci-e 4 уже 4000. Не плохая такая переплата. Ладно, берем опять через ozon global из китая за 3 900 рублей . Кабель производит фирма, которая произвела на свет и наш корпус METALFISH T40. Но, провод не простой, а золотой dual reverse и у вас не получится засунуть первый попавшийся длинной в 20см. (Вот где собака зарыта была)

Wi-Fi адаптер + Bluetooth

Модуль WIFI + BT. Материнскую плату можно купить как с модулем, так и без. Но я совершил ошибку желанием сэкономить. Так как этот модуль надо еще постараться в нее запихнуть и не сломать, то я бы лучше сразу купил вместе с ним и не мучался бы. Приобрел модуль Wi-Fi адаптер + Bluetooth Intel Wi-Fi 6 AX211.NGWG.NV за 1600 рублей через авито, но тут будьте аккуратны, для этой материнской платы подойдет только AX211 и AX201. Модуль ax211 с wifi 6 поколения. Антенны заказал через ozon вот такие за 800 рублей . Беленькие в цвет корпуса. Как по мне сигнал хороший. Но я в этом плохо разбираюсь, так что пишите как и чем протестировать.

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

До чего же он маленький этот модуль..

Мы к вам заехали на час

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Вроде все приехало, стал ждать только блок питания. А доставка все откладывается, откладывается и откладывается. Даже перестал отслеживаться через озон. Никто не говорит где он и когда точно будет. Просто сидите и ждите.. А у меня на столе все коробочки лежат и ждут уже часа X!

Опять диван вертится

Я решил, что посылка уже того и она сгинула в недрах нашей таможни (Там она была последний раз, а озон уже 2 неделю доставить не может). Так что психую, решаю не экономить на блоке питания и покупаю через онлайнтрейд 1STPLAYER SFX 750W Platinum.

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Да, вся сборка была бы дешевле, если бы все было черного цвета, но тут у нас какой-то расизм по цвету комплектующих для ПК. Качественный, фирменный, белый и дешевый белый блок питания трудно найти. Так что пришлось раскошелиться и взять 1STPLAYER за 11 000 рублей и приступить к сборке. А вот через два дня приехал китайский блок, который я уже продал.. Но я не жалею, что взял такой дорогой блок питания. Работает тихо, запаса по мощности на много лет вперед (для mini itx). А вся сборка как оказалось потребляет около 200 ватт в играх. Так что блока питания даже на 450 ватт хватило бы. (Но, почему в комплекте с белым блоком питания у нас черный провод для компьютера?!) Мне пришлось отдельно докупать провод белого цвета с озон за 300 рублей .

Итог по цене

Потратил примерно 75 000 рублей. Но, была сильная переплата за цвет и глупость. Можно было все собрать дешевле, если бы я не воспользовался ozon глобал и заказа сразу с aliexpress и брал бы все комплектом. Материнская плата с модулем wifi и корпус с райзером уже бы сделали сборку дешевле. Я же просто надеялся что-то урвать с авито, но не вышло. Авито не помог мне сэкономить.

Сборка была долгой и сложной. Больше всего провозился с модулем wifi, для этого надо было снимать пассивное охлаждение с цепей питания (кстати, питание 8+1+1), откручивать отсек для модуля, к нему подключить тонкие проводки (А я читал, что в кривых руках они отлично ломают посадочное гнездо) и потом снова все собрать. Я уже был готов к тому, что что-то сломалось и надо покупать новый модуль.

Первое включение

Первое включение. Ладно, буду честным с вами, не надеялся даже на успешный запуск. Так.. Все собрано, все подключил, пот со лба вытер, кнопка запуска.. и.. НИЧЕГО! Забыл удлинитель включить 😀 Ладно, вытер снова пот со лба, включили удлинитель, кнопка запуска.. и.. кулер закрутился, оперативная переливается всеми цветами радуги, а компьютер уже предлагает поставить windows с заранее вставленной флешки. Победа человека над железкой!

А вот тут зарыли собаку

Вроде победа, но не тут-то было.. Windows установился, поставил все драйвера, которые мне любезно предоставил продавец материнской платы. Но, звук трещит, количество кадров примерно 2-60 на рабочем столе, дико тормозит все, потом комп зависает даже без синего экрана.

Ладно, подумал руки из жопы и я погнул ножки сокета, модулем wifi повредил материнскую плату или закоротил что-то при сборке. Решил все разобрать, вставил видеокарту напрямую без райзера и все заработало как и должно. Проблема найдена, но мне теперь опять месяц ждать новый райзер из Китая и работать за старым компьютером на i5 3470?! Спасибо ютубу, а возможно и эта статья кому-то поможет, но все пересобрал и включил работу pci-e 4 материнской платы в режиме gen 3 (pci-e 3) и провод заработал нормально, но стал работать как провод за 1000 рублей.

Решил написать производителю материнской платы, но он сказал, что все должно работать нормально. Написал производителю райзера и он сказал, что все у всех работает нормально, но вот с материнской платой JGINYUE есть проблемы. У них есть новая версия райзера и они готовы мне бесплатно выслать, но мне надо оплатить доставку 800 рублей. Я согласился, и они выслали. Райзер еще не пришел, так что статью обновлю как только он у меня появится и сравню производительность 4060ti по pci-e 3 и pci-e 4. Посмотрим нужен нам такой дорогой кабель или нет. В любом случае я в минусе не буду и он легко уйдет с рук, так как данный кабель найти проблематично.

Теперь к тестам

Видеокарте сделал Андервольтинг. Потребляет в среднем 80-120 ватт. Температуры смотрите на скриншотах из игр. Больше ничего не делал с системой. Считаю 4060 и 4060Ti просто находкой для таких маленьких корпусов, карта позволяет в такие игры как God of War, Last of us, The dark picture поиграть на телевизоре в 4к на высоких\ультра настройках и я считаю это идеально.

Технологии dlss и генерация кадров делают свое дело. Да, если играть в 1080 и поставить dlss на производительность — «мыло». Если играть в 4к и dlss в режиме качество — «мыла» не видно. Насчет шины, не только от нее все зависит дорогой . Да, она всего 128 бит, НО:

«Если у RTX 3060 Ti присутствует всего 4 Мбайта L2 кэша, то у RTX 4060 Ti имеется 32 Мбайта, что в 8 раз больше. Это позволяет графическому процессору меньше производить промахов кэша, так как нужные данные уже находятся в кэше, из-за чего не только увеличивается производительность, но и используется на 50% меньше трафика видеопамяти для каждого игрового кадра.

За счет столь серьезного снижения трафика видеопамяти для каждого кадра у компании получилось, по сути, удвоить пропускную способность памяти: в рекламных материалах NVIDIA указывает как “рабочие“ 288 Гбайт/с, которые применяются в случае микросхем со скоростью 18 Гбит/с и 128-битной шины, так и “эффективные” 554 Гбайта/с, полученные за счет уменьшения трафика видеопамяти.»
Информация с сайта i2hard

Маркетинг или нет — решать вам.

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Просто результаты в простое компьютера и гуглинге.

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Microsoft Flight Simulator | 2560×1080 Ультра настройки и генерация кадров (Без dlss)

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Microsoft Flight Simulator | 2560×1080 Ультра настройки и генерация кадров (Без dlss) FPS упал из-за количества объектов на земле

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Мир танков | Сам в эту игру не играю. Настройки игра автоматом в ультра поставила. Потом понял, что качество SD, а не HD.. Пошел докачаю 13гигов.

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Мир танков | Ультра настройки + HD текстуры.

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Сyberpunk 2077 | Рекомендованные настройки игра говорит: все на максимум, минимальные лучи и dlss на авто. Но можно спокойно лучи поставить ultra, генерацию кадров. В 4к видеокарта даст поиграть. Есть обзор этой игры с разными настройками, гляньте ютуб

Сам по пикабу гуглил SFF сборки, постов мало, так что ловите пополнение от меня. Надеюсь пост будет полезен. И как обычно, чукча не писатель и просит прощение за пунктуацию и орфографию. Можете кинуть тапком в какой-то из комплектующих, но с пояснением пожалуйста.

Бюджетный, белый, маленький SFF Компьютер, Компьютерная помощь, Сборка компьютера, Mini-itx, Обзор, Длиннопост, AliExpress, Китайские товары, Компьютерное железо, Видеокарта

Вот так теперь смотрится рабочее место

Всем добра и чтобы все ваши хотелки сбывались!

Показать полностью 20
3 месяца назад

Нагрузка⁠ ⁠

Нагрузка Компьютер, Видеокарта, Процессор, IT юмор, Блок питания, Картинка с текстом

Показать полностью 1
Поддержать
3 месяца назад

Чудо-редитор охлаждает свой ПК на улице⁠ ⁠

Температура процессора и карты снизилась на 40 градусов (за окном всего -4 градуса).

Лучше так не делать, перепады температур никто не отменял, да и влажность тоже.

Сами знаете что может произойти с появлением конденсата.

Чудо-редитор охлаждает свой ПК на улице Электроника, Видеокарта, Сборка компьютера, Компьютер, Отопление, Охлаждение, Игровой ПК, Компьютерное железо, Компьютерная помощь, Процессор, Зима, Длиннопост, AMD, Reddit

Чудо-редитор охлаждает свой ПК на улице Электроника, Видеокарта, Сборка компьютера, Компьютер, Отопление, Охлаждение, Игровой ПК, Компьютерное железо, Компьютерная помощь, Процессор, Зима, Длиннопост, AMD, Reddit

Чудо-редитор охлаждает свой ПК на улице Электроника, Видеокарта, Сборка компьютера, Компьютер, Отопление, Охлаждение, Игровой ПК, Компьютерное железо, Компьютерная помощь, Процессор, Зима, Длиннопост, AMD, Reddit

Показать полностью 3
3 месяца назад

Компьютер Сурдина | Подкаст космические чипы⁠ ⁠

Поддержать
3 месяца назад

О необходимости установки прижимной рамки Thermalright на сокет LGA1700⁠ ⁠

Суть вопроса: есть мнение, что из-за удлиненной формы процессоров Intel 12-го, 13-го и 14-го поколения и недоработки конструкции штатной прижимной рамки сокета LGA 1700 со временем происходит деформация (прогиб) процессора в месте прижима. Для устранения этой проблемы предлагается демонтировать стандартное сокетное крепление и устанавливать вместо него рамку Thermalright LGA1700 (или аналогичную).

Кто-то однозначно топит за использование рамки и в противном случае пугает кучей проблем: от ухудшения температурных характеристик и троттлинга системы до физического разрушения процессора и материнской платы. Кто-то утверждает, что это маркетинговый разводняк и ничего более. Сам Интел проблему традиционно не признает (ну кто бы сомневался).

В течении последнего года собрал себе и знакомым несколько системников на LGA1700, везде использовал стандартное крепление. Теперь, начитавшись «ужастиков», пошел делать ревизию. Пока есть результаты от трех сборок.

Итак, подопытный №1: материнская плата AsRock B660 Steel Legend, процессор Core i5-12400, кулер ID-Cooling SE-224XT Black (LGA-1700). Система была собрана в марте 2023 года.

После демонтажа кулера видно, что в центре процессора пасты явно больше, чем по краям, особенно в районе прижимных «ушек». Отпечаток пасты на подошве кулера выглядит аналогично. Сама паста за 8 месяцев не высохла, сохранила вязкость. Тест металлической линейкой по центру крышки процессора (уже вынутого из сокета) показывает прогиб примерно в 0,25-0,3 мм. Не критично, но не есть хорошо. Со временем деформация может увеличиваться. Приняли решение рамку поставить. Здесь хочу выразить респект разработчикам ID-Cooling: бэкплейт 224-го кулера (и ряда других) сделан таким образом, что после демонтажа штатной рамки, он надежно фиксирует нижнюю часть сокетного крепления, в результате чего материнскую плату для установки новой рамки демонтировать не понадобилось. Весь процесс занял 15 минут (вместе с фотосессией).

Температурный режим до и после монтажа изменился на пару градусов (т.е. в пределах погрешности измерений, скрины прикладывать не буду). Вероятнее всего потому, что процессор деформировался не сильно, паста была еще вязкая, заполнила прогиб и не дала образоваться воздушной прослойке между подошвой кулера и крышкой процессора. Также в данном системнике стоит не самая мощная карта RTX3060Ti, которая не давала процессору хорошо «разгуляться» в играх, в результате чего большую часть времени он оставался относительно холодным.

Подопытный №2, мой собственный системник: материнская плата AsRock B660 Steel Legend, процессор Core i7-12700, кулер Skythe Mugen 2 (крепления под LGA1700 у него нет, использую слегка допиленное от LGA1366). Система была собрана в ноябре 2022 года. Видеокарта стоит не самая новая – GTX1070Ti, понятно, что игры в основном упираются в нее. Но компьютер используется для декодирования видео и в дизайнерских задачах, где процессор регулярно прогревается по полной. Плюс нештатное крепление «башни». В общем, было слегка стремно.

Со Skythe Mugen 2 вариантов не демонтировать материнскую плату нет. В очередной раз помянул недобрым словом япошек из Skythe за их крепление «башни», которая крепится винтами сквозь материнскую плату со стороны бэкплейта. Чтобы снять/ поставить — каждый раз приходится разбирать половину компа и извращаться не по-детски.

Зато когда снял — меня ждал сюрприз. Слой пасты остался практически равномерным (часть пасты при демонтаже осталась на процессоре, часть ушла вместе с кулером), было только небольшое утолщение в районе «ушек». Паста спустя 13 месяцев достаточно вязкая, деформации крышки после снятия процессора нет. Крепление «башни» может и извращенное, но благодаря продуманной конструкции бэкплейта и равномерному распределению прижимной нагрузки «башня» держится мертво и ничего не деформировалось. Рамку Thermalright от греха подальше все равно поставил.

Температурный режим у меня ожидаемо не изменился.

Подопытный №3: материнская плата AsRock B660М Pro RS, процессор Core i3-13100F, кулер ID-Cooling IS-50X (LGA-1700) с креплением на винты без бэкплейта. Система была собрана в мае 2023 года. Этому товарищу я подбирал только конфиг, собирал он сам, рамку тоже ставил без меня, поэтому фото не будет и далее с его слов.

Сразу скажу, что выбор кулера на его совести (кулер нужен был низкопрофильный, т.к. там малогабаритный корпус, я изначально советовал взять хотя бы ID-Cooling IS-67XТ, либо что-то из линейки Thermalright АХР, но человек решил сэкономить).

Результат полугодичной работы (со слов владельца) – на самом холодном процессоре линейки паста МХ-4 высохла полностью, прогиб крышки около 0,4-0,5 мм. После установки рамки и перемазывания пасты температура процессора под нагрузкой упала с 73 до 58 градусов. После сопоставления результатов с первыми двумя сборками владелец задумался о покупке другого кулера 🙂

  1. Проблема прогиба процессоров на LGA1700 действительно есть (Intel — предсказуемо лжет), но в каждой конкретной сборке все может быть очень по-разному.
  2. Глубина проблемы сильно зависит от сочетания ряда факторов: температурных режимов работы процессора, конструкции системы охлаждения (хороший температурный режим, мощный бэкплейт и надежный прижим «башни» проблему частично решают), продуваемости корпуса и т.д. Возможно также есть зависимость от модельного ряда процессоров и конкретных материнских плат.
  3. Во избежании проблем в долгосрочной перспективе рекомендую: — рамку Thermalright LGA1700 или аналогичную ставить (800-1000 р. точно не та цена вопроса); — на системе охлаждения процессора – не экономить (здесь кроилово 100% ведет к попадалову). Интелы 12-от, 13-го, а в особенности — 14-го поколения со снятыми лимитами энергопотребления очень горячие и требуют эффективного отвода тепла.

Показать полностью 13
4 месяца назад

Статтеры/Микрофризы/Лаги на современном железе⁠ ⁠

Статтеры/Микрофризы/Лаги на современном железе Фризы, Игры, Компьютерные игры, Тормозит ПК, Драйвер, Видеокарта, Компьютер, Компьютерная помощь, Помощь, Windows, Nvidia

Приветствую вас дамы и господа.

Если вы счастливый обладатель игрового ПК, современного железа, в частности видеокарты от Nvidia (это самое важное) и обновленной Windows 11 x64, но в какой то момент во всех играх у вас начали появляться статтеры (цикличное и кратковременно падение FPS вплоть до 0), то у меня есть для вас вероятное решение.

На самом деле причин может быть великое множество, но я потратил почти 3 недели на диагностику, обслуживание системного блока, новый кабель менеджмент, переустановку всего что только возможно, тестирование на других комплектующих и мне ничего не помогло пока я не пошёл читать форум Nvidia.

Ответ простой, они убили драйвер видео-карты и превратили наши 30x/40x в мусорные вёдра.
Просто попробуйте установить старый и стабильный драйвер 537.58, вместо 546.xx. с помощью DDU (чистая установка драйвера)

Ниже будут полезные ссылки

Надеюсь данное решение будет вам полезно и его найдут такие же страдающие от неизвестной проблемы игроки. Всем хорошего дня, с наступающим новым годом, всех обнимаю.
ПС: если моё решение решило вашу головную боль, то всегда можно меня отблагодарить зеленой кнопкой 😉

Показать полностью 1
Поддержать
7 месяцев назад

Рейтинг оборудования пользователей Steam, август 2023 года⁠ ⁠

Видеокарты с 8 Гб памяти стоят уже у 30% игроков, а восьмиядерные CPU у 20%.

Рейтинг оборудования пользователей Steam, август 2023 года Компьютер, Компьютерные игры, Видеокарта, Процессор, Steam, Статистика, Инфографика

Инфографика: #рейтинг оборудования пользователей Steam, август 2023 года

Показать полностью 1
Поддержать
9 месяцев назад

Самое популярное оборудование у игроков в Steam⁠ ⁠

Инфографика: рейтинг оборудования пользователей Steam, июнь 2023 года

Самое популярное оборудование у игроков в Steam Компьютер, Компьютерные игры, Steam, Рейтинг, Процессор, Игровой ПК, Онлайн-игры, Видеокарта

Показать полностью 1
Поддержать
1 год назад

Очень прошу помощи⁠ ⁠

Приобрел такую сборку:
Материнская плата GIGABYTE H610M H DDR4
Процессор Intel Core i3-12100F BOX
Оперативная память Patriot Viper 4 Blackout [PVB416G320C6K] 16 ГБ
Блок питания Xilence Gaming series XN215 550W [XP550R10]
Видеокарта KFA2 GeForce GTX 1650 EX PLUS (1-Click OC) [65SQL8DS93EK]
250 ГБ SSD M.2 накопитель MSI SPATIUM M390 [S78-4409PL0-P83]
Все собрал. Включаю. Кулеры крутятся, диоды светятся. Монитор не реагирует.
Что я только не делал. И батарейку доставал и назад ставил. И винт от другого компа подключал. И блок питания от другого компа подцеплял.
Результат — черный экран. Даже в биос не входит.
Подскажите, профессионалы, что делать? В нашей деревне компьютерных мастеров нет.
PS. Он ещё и перезагружается. Просто до этого телевизор работал громко и я не слышал. Минуту работает, потом потом все вентиляторы останавливаются и запускаются снова
PSS.Спасибо всем за советы. Похоже я нашел причину. Это мои кривые руки. Завтра пойду к одному дядьке, он мобилки чинит. Наверное сможет выправить.

Очень прошу помощи Сборка компьютера, Проблема, Процессор, Нужен совет, Компьютерная помощь, Консультация, Компьютер, Материнская плата, Видеокарта, Текст, Длиннопост

PSS. Мастер все поправил, один штырек отломился и он его припаял. 700 рублей взял. Сразу в Биос зашёл без проблем и поставил систему. Драйвера автоматом с интернета качнулись. Всем спасибо!

Показать полностью 1
1 год назад

Ответ на пост «Конец эпохи кремния. Процессоры будущего»⁠ ⁠

Основная проблема «проблемы кремния» это её не актуальность для 90% потребителей.

Подавляющее число станков, поездов, ракет и прочих повсеместно распространённых серьёзных «железяк» работают на процах сильно больше даже рекламных 7нм, сильно. То есть промышленность с этой проблемой не знакома и не встретится ещё много лет.

Суперкомпьютеры действительно упираются в производительность, но просто потому, что она им бесконечная нужна в уделе. Сейчас это решается банальным объединением кучи отдельных компонентов в одного франкенштейна, а в будущем 100% ребята перейдут на квантовые компьютеры, которые ни производству, ни обывателям нафиг не нужны.

И остаются только игровые приставки и ПК, на которых, собственно, и держится весь движ «быстрее, выше, сильнее» в среде процессоров. Вот только в реальности эти мегацифры нафиг тоже не нужны никому, кроме ничтожного процента отбитых оверклокеров.

По итогу вся истерия держится только на маркетинге производителей, которым нужно продавать одни и те же яйца одним и тем же дятлам. А как это делать, если процы уже под максимум развиты, разогнаны на заводе и, по факту, каждое следующее поколение нифига не отличается от предыдущего? Нужна новая реклама «сверхтехнологичного» прорыва.

1 год назад

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего⁠ ⁠

Эпоха кремниевых чипов подходит к концу. Новые процессоры выходят горячими, а про закон Мура все забыли. Неужели развитие электроники остановится? Какими будут процессоры будущего? Есть ли замена кремнию?

Пока еще новые техпроцессы худо-бедно появляются: В 2026м TSMC обещает нам 2-нм чипы, а может слегка раньше появится непонятный техпроцесс Intel 20A. Но вы же знаете, что это маркетинг. Качественного уменьшения размера транзистора нам ждать не стоит.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

И причина тут в физике — минимальный размер затвора кремниевого транзистора составляет 5 нм. Пять кремниевых нанометров – это предел. При меньшем значении просто не получится создать транзистор — он не будет работать как переключатель, электроны будут свободно туннелировать через его канал не обращая внимания на запрещенную зону. Иными словами, такой транзистор будет всегда включен — так что никакой магии вычислений не будет. И чем меньше маркетинговый техпроцесс — тем ближе мы к этому физическому пределу, и тем существенней становится эффект туннелирования, мешая проводить вычисления.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Конечно, чипмейкеры всеми силами пытаются эту проблему решить — так, можно уменьшать другие части транзистора, или делать затвор хитромудрой формы — например, в виде плавника, откуда и пошла технология finfet в которой транзисторы по сути трехмерные.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Однако все эти ухищрения привели к тому, что плотность транзисторов в чипах серьезно выросла, и сейчас в кусочке кремния размером с ноготь могут быть сотни миллиардов крошечных переключателей, активно выделяющих тепло при работе друг над другом. И отвод тепла от этого бутерброда — серьезная проблема.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Что, если не кремний?

Глядя на все эти проблемы, вызванные кремнием на закате жизни, возникает вопрос — а почему бы не сменить этот химический элемент на что-то другое? Ведь едва ли он такой один в таблице Менделеева, насчитывающей уже больше сотни элементов. Все верно — не один. Существует такой металл как германий, из которого также можно делать полупроводники.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Более того, первые транзисторы в конце 40ых именно из этого металла и делали. У него в три раза выше электропроводность, меньше напряжение — а значит и потери тепла — на p-n-переходе и меньше сопротивление открытого канала — в общем, германий кажется лучше кремния в полупроводниках, однако уже к 60ым от него почти полностью отказались.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Причин было сразу три. Во-первых, этот металл гораздо дороже и встречается реже кремния, которого почти 30 % в земной коре. Кремний там второй после кислорода.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Во-вторых, у германия гораздо меньше термостабильность, то есть при нагреве он быстрее теряет свои характеристики, к тому же есть проблемы с окислением.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Ну и в-третьих, у него хуже теплопроводность — то есть отводить тепло сложнее, чем от кремниевого чипа. Все это привело к тому, что эпоха германиевых компьютеров оказалась такой же короткой, как и ламповых — дальше пришлось переходить на кремний.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Эпоха чистого германия закончилась лет 60 назад. НО мы живем во времена продвинутых сплавов и сложных химических соединений. Вспомните Т-1000 из терминатора 2! Неужели нельзя прокачать германий, чтобы он стал лучше кремния для производства полупроводников? Оказывается, можно, и такое вещество зовется германан. По сути это как графен, только из германия – тонкая одноатомная пленка. Ее производство – отдельный вид искусства, когда сначала делается слоеный пирог из графена и кальция, после чего последний вымывается водой, которая в процессе отдает свой водород, делая германиевые связи прочнее и позволяя отделять однослойные пленки этого металла.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Как оказалось, такие пленки проводят ток в десять раз лучше кремния, да и вопросы с охлаждением тут не стоят так остро. Но, разумеется, все еще до коммерческого производства пока далеко – создавать германан научились лишь в лабораториях, и пока нет ни одного готового чипа на его базе. Однако германан – это еще не все, есть другое соединение на базе которого даже удалось создать полупроводниковый чип.

Называется оно дисульфидом молибдена, или же — молибденит. Сейчас его в основном используют для создания различных сплавов, однако у него есть отличные полупроводниковые свойства, работающие при таких крошечных размерах, когда кремний окисляется до стекла. Так, ученым удалось довести толщину молибденита до 0.65 нм при полном сохранении полупроводниковых свойств.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

И самое главное – удалось создать на его базе полупроводниковый фотодиод, который в 5 раз чувствительнее кремния. Это позволит создавать в будущем еще более светочувствительные матрицы для камер.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Но существуют ли идеальный химический элемент, который может заменить кремний? Да, это углерод. Это даже иронично – основа нашей жизни может стать и основой будущих терминаторов, хотя и надо признать, что в крайне необычной форме.

Называется это необычное соединение углеродными нанотрубками и представляет собой листы графена, которые свернули в рулон. И да, они также являются полупроводниками, причем атомной толщины, к тому же их электропроводность втрое выше кремния.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Интересно, что на основе таких углеродных нанотрубок уже удалось сделать первый чип с 14 000 транзисторов. Правда, его техпроцесс не поражает воображение – всего лишь около микрометра, то есть уровень кремниевых процессоров 80-ых годов, однако все же это полноценный чип, на котором уже удалось запустить программу уровня «привет, мир». В будущем ученые планируют уменьшать размер нанотрубок и тем самым создавать более быстрые и эффективные чипы – но все еще это достаточно далекое будущее.

Все это заставляет задать вопрос – а есть ли уже замена кремнию, которую может купить и пощупать любой человек, а не только пара ученых в крупных лабораториях? Да, есть – зарядки с нитридом галлия, или GaN. Этот полупроводник стал популярным в 90-ые, на его основе делались первые белые светодиоды и некоторые виды синих лазеров. Его особенность в том, что производить электронику на его основе можно на тех же заводах, где делают кремниевые полупроводники. Но при этом нитрид галлия имеет более широкую запрещенную зону, что позволяет ему работать при больших напряжениях или меньшем нагреве, чем кремний – и это свойство очень нужно в компактных зарядках, где его и стали активно применять.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Отказ от КМОП

Хорошо, с первым подходом разобрались – можно заменить кремний на другое вещество, до физического лимита которого еще далеко. Но ведь есть и второй путь – отказаться от привычных нам КМОП-транзисторов и перейти на что-то другое. КМОП расшифровывается как комплементарная структура металл-оксид-полупроводник, и подавляющее большинство современных микросхем базируется на этом принципе, который был изобретен еще в 60-ых.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

И возникает логичный вопрос – а что если пойти совсем другим путем и не отказываться от кремния, а изменить сам принцип работы микросхем?

Этот подход схож со сменой процессорных архитектур: так, Apple показала, что ее ARM-чипы M1 могут быть и ощутимо мощнее, и ощутимо холоднее многих современных х86-чипов от AMD и Intel. Возможно, отказ от КМОП-транзисторов сделает тоже самое? Что ж, такие идеи действительно есть, причем уже не только на бумаге – существуют так называемые туннельные или TFETS-транзисторы.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Они работают совершенно по-другому в отличие от полевых транзисторов: если для последних туннелирование электронов – это провал, транзистор не может закрыться и превращается в проводник, то вот TFETS-транзисторы именно на этом эффекте и работают. Все дело в том, что туннелирование выглядит как обман физики: логично, что если у электрона не хватает энергии для преодоления потенциального барьера, то он остается за ним, если ему не сообщить недостающую энергию. Однако эффект туннелирования позволяет электронам даже с недостаточной энергией «просачиваться» через этот барьер.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Иными словами, это позволяет TFETS-транзисторам работать при меньших напряжениях, чем обычным КМОП. Более того, уменьшение размера затвора тут ничем не грозит – чтобы избежать избыточного туннелирования нужно просто еще больше снизить напряжение – что к тому же приводит к меньшему выделению тепла. Неужели победа? Увы, не все так просто.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Во-первых, для производства туннельных транзисторов необходим графен — только это вещество обладает нужными свойствами. Во-вторых, для работы таких транзисторов требуются сверхнизкие температуры – увы, водянкой тут не обойтись, нужен жидкий азот. Так что ученым еще необходимо провести множество исследований, прежде чем мы увидим первые гаджеты на TFETS-транзисторах.

И раз уж мы уходим от классических КМОП-транзисторов, нельзя не вспомнить про мемристоры – нет мемы, тут не причем. Мемристоры были разработаны на бумаге еще в 70-ых годах, и их название происходит от слов memory – память и резистор. И это отлично описывает их главную особенность – если резистор это просто электрическое сопротивление, которое никак не меняется, то вот мемристор обладает эффектом памяти. Иными словами, он изменяет свою проводимость в соответствии с количеством протекшего через него электрического заряда.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Это свойство позволяет идеальному мемристору быть сразу и энергозависимой, и энергонезависимой памятью. То есть объединять ОЗУ и SSD. И это может перевернуть наши представления о хранении данных. Загрузка системы больше не будет нужна – ведь вся информация из ОЗУ и накопителя будет храниться в одном месте. Отключение электричества больше не приведет к потере информации – мемристор, будучи энергонезависимым, сохранит последнее состояние. Загрузка любых данных ускорится в разы – ведь больше не нужно перекидывать информацию между ОЗУ и накопителем.

Звучит как фантастика? Да, но это уже реальность. Израильская компания Weebit Nano сообщила об успешном завершении тестирования SoC на модульной архитектуре RISC-V с блоком встроенной резистивной памяти ReRAM на 128 КБ. Такая память менее подвержена температурным колебаниям, радиации и другим негативным факторам, что делает её привлекательной для индустриального и военного сектора.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Ну а если уйти совсем в будущее, то мемристоры идеально подходят на роль искусственных синапсисов для создания максимально приближенных к человеческому мозгу нейросетей, причем конструировать их можно будет на стандартном микрочиповом оборудовании. Дело в том, что мемристор ведет себя очень похожим на синапс образом: чем больший сигнал через него пропускается — тем лучше он пропускает сигнал в будущем.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Это свойство идеально подходит для обучения терминаторов максимально реалистично подстраиваться под нас.

Меняем электроны на фотоны

Итак, мы рассмотрели два подхода: это замена кремния на другие вещества, и изменение принципа работы транзисторов. Что еще можно поменять? Ну, например, сами носители заряда и данных, электроны, в ряде случаев отлично заменяются фотонами. Многие слышали или даже пользуются технологией PON или GPON – оптической сетью, которая в крупных городах уже активно вытесняет медную витую пару, позволяя миллионам людей получать быстрый доступ в интернет.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Схожую технологию можно использовать и в компьютерах: передавать информацию при помощи света выгоднее, так как это позволяет получать широкую полосу пропускания, невосприимчивость к электрическим помехам и минимальный нагрев. Теоретически оптические соединения помогут снизить задержку и увеличить скорость взаимодействия между вычислительными блоками процессора и кэшем, или же между процессором и ОЗУ.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Ограничения медных проводников мы уже видим на практике, когда лишь первые слоты PCIe у новых процессоров Intel работают по новому протоколу 5.0, а чипы GDDR6X приходится располагать максимально близко к GPU.

Фотоника снимет все эти ограничения, что позволит компьютерам развиваться дальше, хотя и надо сказать, что это не решает проблему с физическим пределом кремния.

Квантовые компьютеры

Осталось рассказать о самом популярном и последнем возможном подходе, который меняет уже не саму физику, а всю логику работы компьютеров. Подавляющее большинство различной электроники вращается между нулем и единицей, присутствием и отсутствием заряда. Именно этот простейший принцип позволяет транзисторам считать, а ячейкам памяти хранить информацию. Но простейшее – не всегда лучшее: такой подход накладывает серьезные ограничения на многие задачи. Эти ограничения отлично обходят квантовые компьютеры. Для них ложки не существует – нет четких нуля и единицы. Они оперируют кубитами – квантовыми битами, которые имеют состояние ноль и один одновременно. Как это возможно!?

Простой пример. Сколько существует чисел, составленных из двух нулей или единиц? Очевидно, четыре: это 00, 01, 10 и 11. Для записи каждого потребуется по два бита, итого в сумме – 8 бит. А кубитов потребуется лишь два, то есть в четыре раза меньше.

Конец эпохи кремния. Процессоры будущего Компьютер, Процессор, Наука, Кремний, Чип, YouTube, Видео, Длиннопост

Да, такой подход взрывает мозг. На деле все еще сложнее, ибо нельзя просто взять и получить результаты квантовых вычислений, так как система в каждый момент времени находится в произвольном состоянии, и попытка считать данные превратит ее в классическую. Но мы сейчас рассказываем не о принципах работы квантовых компьютерах — это отдельная тема, а о том, являются ли они будущим сложных вычислений. И ответ – да. Еще год назад китайский стартап Shenzhen SpinQ Technology продемонстрировал суперкомпьютер с двумя кубитами ценой всего в 5000 долларов.
Буквально через несколько месяцев после китайцев нидерландский стартап QuantWare представил свой уже 5-кубитовый компьютер. Правда, его цена объявлена не была, но суть и так понятна: квантовые компьютеры становятся начинают появляться в массах, так что вполне возможно, что именно за ними будущее персональной электроники.

А пока, можно выдохнуть. Да, мы близки к пределу кремния, но на нем мир клином не сошелся. Хватает различных веществ, которые могут его заменить. Можно поменять даже принцип работы транзисторов, более того – саму логику работы компьютеров. Так что технологический прогресс не остановить – электроника будет продолжать развиваться, но в каком именно направлении – покажет будущее, если в этой ветке событий оно продолжит для нас существовать.

Хотите пересекаться чаще, жмите на кнопку подписаться. Вместе с нами следить за IT-новостями можно читая наш Телеграм-канал и группу вконтакте.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *